JPH0719477A - Ceramic glow plug - Google Patents

Ceramic glow plug

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JPH0719477A
JPH0719477A JP18320593A JP18320593A JPH0719477A JP H0719477 A JPH0719477 A JP H0719477A JP 18320593 A JP18320593 A JP 18320593A JP 18320593 A JP18320593 A JP 18320593A JP H0719477 A JPH0719477 A JP H0719477A
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heater coil
ceramic
glow plug
current control
ceramic sheath
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Hideo Kawamura
英男 河村
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a ceramic glow plug of self-current controlling type having a stable strength, a high temperature and a high strength against a thermal shock and the like. CONSTITUTION:A low thermal conducting member 4 of Si-Ti-Al-O-N type ceramics is filled in a ceramic sheath 2 having a heat generating part 12 projected from a hollow main body 1. A current controlling heater coil 3 having a small diameter is buried within a low thermal conduction member 4, a heater coil 5 having a large diameter is arranged outside the heater coil and then the current controlling heater coil 3 and the heater coil 5 are connected in series. Upon making an electrical current flow, the current controlling heater coil 3 shows a higher temperature than that of the heater coil 5, resulting in that its resistance value becomes high, the currents flowing in the current controlling heater coil 3 and the heater coil 5 are reduced, a heating amount at the heat generating part 12 of the ceramic sheath 2 is self controlled and it is controlled to be its most suitable value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等に使用されるセラミック製グロープラグに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic glow plug used in a diesel engine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、グロープラグは、窒化ケイ素等の
セラミックスにタングステンW線を埋め込んで構成され
ている。タングステンW線では、図4に示すように、1
2V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1
20A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1Ω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。
2. Description of the Related Art Heretofore, a glow plug has been constructed by embedding a tungsten W wire in a ceramic such as silicon nitride. For tungsten W wire, as shown in FIG.
With respect to a 2V power source, the resistance value is 0.1Ω at room temperature and the current at that time is 120A. When the temperature of the glow plug rises from room temperature to 900 ° C with the passage of time, the resistance value becomes 0.4Ω, and the current at that time is 30A.
Is. Then, the glow plug is heated to increase the resistance value, and the resistance value becomes 1Ω and becomes stable, and the current at that time is 12A. That is, in the conventional glow plug used in the diesel engine, when the current is supplied from the 12V battery according to the instruction of the controller, it is initially 1
A current of 20 A flows, but as the temperature of the heater coil rises, the resistance value increases and becomes stable when the resistance value becomes 1Ω. Therefore, in order to stabilize the glow plug at a resistance value of 1 Ω, the current is controlled by a controller command so that the heater coil is maintained at 1 Ω.

【0003】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、図3に示すように、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Si34 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。
A conventional glow plug has been developed which can be self-controlled so that the glow plug can be adjusted to 1Ω without using a controller. Tungsten W
As shown in FIG. 3, nickel Ni and nickel Ni have a characteristic that the resistance value Ω increases and increases as the temperature rises. Therefore, with tungsten W wire and nickel Ni wire,
As the temperature rises, the resistance value Ω increases, the current decreases, and the current value is limited. Therefore, the self-regulating glow plug is constructed by burying a tungsten W wire in a ceramic such as Si 3 N 4 and connecting a nickel Ni wire coil in series with the W wire. That is, in the self-regulating glow plug, a conductor having a small electric resistance value is arranged in the heating element portion of the heater coil, and a metal wire having a large electric resistance value of the Ni wire coil is connected to the upstream side of the conductor. It was made by. In such a self-regulating glow plug, the Ni coil is overheated by passing an electric current to increase the resistance value, and the electric current is reduced to control the heat generation amount of the heating element portion of the heater coil. .

【0004】従来、自己電流制御型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。
Conventionally, self-current control type glow plugs have been disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 4-34052 and Japanese Examined Patent Publication No. 60-194.
No. 04, JP-A-59-157423, JP-A-58-106326, and the like.

【0005】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。
For example, in the self-control glow plug disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 4-34052, a current control resistor is connected in series to the heating element in order to control the temperature of the heating element at the time of heating by energization. The heating wire coil and the resistor coil are connected in series and embedded in the ceramic sintered body to form an integrated ceramic heater, and the heating wire has a temperature-resistance coefficient of 4 times or less. Such a tungsten W and rhenium Re alloy wire having a positive temperature coefficient of resistance are used, and the resistor is a wire material of pure W or pure molybdenum Mo.

【0006】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。
The sheath glow plug disclosed in Japanese Patent Publication No. 19404/1985 directly connects the heating element and the resistor of the winding between the inner bottom of the heat-resistant bottomed metal tube and the center electrode. This is a self-regulating type sheath glow plug having the winding pitch of the resistor formed close to the central electrode side close to the electrode side fitting, and the portion close to the heating element side formed roughly.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自己電流制御型グロープラグは、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型グロープ
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。
However, the conventional self-current control type glow plug has sufficient heat resistance, strength against heat shock, high temperature strength, etc. when used in a high temperature combustion chamber such as a heat shield engine. It was something I couldn't say. Further, in the conventionally disclosed self-regulating glow plug, a heating wire coil manufactured using a tungsten carbide wire and a resistor coil manufactured using a Ni wire coil are connected to each other, and both are made of materials having different resistance temperature coefficients. Or the heating element and the resistor of the winding are formed in different shapes, there is a problem that the Ni wire is disconnected due to overheating during use or deteriorates due to aging. The structure became complicated, and the cost and strength were not satisfactory.

【0008】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。ヒータコイルにおける抵抗値と温度と
の関係は、次式で示される。 ρT X =ρT 0 〔1+α(TX −T0 )〕 但し、ρT X はある温度TX でのヒータコイルの抵抗
値、ρT 0 は常温T0 でのヒータコイルの抵抗値、αは
抵抗温度係数である。
With respect to the ceramic glow plug, a self current control type glow plug can be constructed by the resistance value extremely increasing in the upstream region of the current path of the heater coil. The relationship between the resistance value and the temperature in the heater coil is expressed by the following equation. ρ TX = ρ T 0 [1 + α (T X −T 0 )] where ρ TX is the resistance value of the heater coil at a certain temperature T X , ρ T 0 is the resistance value of the heater coil at room temperature T 0 , and α is It is a temperature coefficient of resistance.

【0009】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W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。
Normally, in a glow plug, a saturation current flows at about 1Ω at a power supply voltage of 12 V and the temperature is maintained at about 900 ° C. In order to heat the glow plug instantaneously, about 0.1Ω is required at room temperature. Usually, a heating wire, that is, a W wire used as a heater coil has a temperature coefficient of resistance of about 4 × 10 −3 , so that the current cannot be saturated at 900 ° C.

【0010】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、タングステン線等の上流側領域の
電流制御用ヒータコイルの遮熱度を該電流制御用ヒータ
コイルに直列に接続した下流側領域のヒータコイルの遮
熱度より大きくし、前記電流制御用ヒータコイルと前記
ヒータコイルとの熱放散量の違いによって、前記電流制
御用ヒータコイルを過熱して前記電流制御用ヒータコイ
ルの抵抗値を大きくし、前記電流制御用ヒータコイル及
び前記ヒータコイルに流れる電流を制御し、セラミック
製シースの発熱体を構成する先端部の発熱量を制御する
自己電流制御型に構成し、高温の燃焼室での熱ショック
に対して高強度を有し、耐酸化性、耐熱性に富み、電気
的接続部に無理が発生せず、安定した強度を確保できる
セラミック製グロープラグを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the heat shield degree of the current control heater coil in the upstream region of the tungsten wire or the like is connected to the current control heater coil in the downstream side. The resistance value of the current control heater coil is set to be larger than the heat shield degree of the heater coil in the side region, and the current control heater coil is overheated due to a difference in heat dissipation amount between the current control heater coil and the heater coil. And a heater coil for current control and a current flowing through the heater coil are controlled to control the amount of heat generated at the tip of the heating element of the ceramic sheath. Ceramic glove that has high strength against heat shock in the environment, rich in oxidation resistance and heat resistance, does not cause strain on electrical connection parts, and can secure stable strength It is to provide a plug.

【0011】[0011]

【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、電極を備えた中空状本体、該本体から発熱部を
突出させた前記本体に固定されたセラミック製シース、
該セラミック製シース内に充填されたセラミックスから
成る低熱伝導部材、前記電極に電源接続部を介して接続
し且つ前記セラミック製シース内で前記低熱伝導部材の
長手方向内部に埋設された線径が小径の電流制御用ヒー
タコイル、及び該電流制御用ヒータコイルに直列に接続
すると共に前記本体に電気接続部を介して接続し且つ前
記セラミック製シースの内壁面に接触状態に前記低熱伝
導部材の長手方向外側に配置された線径が大径のヒータ
コイル、を有することを特徴とするセラミック製グロー
プラグに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the present invention relates to a hollow main body having an electrode, a ceramic sheath fixed to the main body with a heat generating portion protruding from the main body,
A low thermal conductive member made of ceramics filled in the ceramic sheath, a wire diameter that is connected to the electrode through a power source connecting portion and is embedded inside the ceramic thermal sheath in the longitudinal direction of the low thermal conductive member. Of the current control heater coil, and the current control heater coil connected in series and connected to the main body via an electrical connection portion, and in contact with the inner wall surface of the ceramic sheath in the longitudinal direction of the low thermal conductivity member. The present invention relates to a ceramic glow plug having a heater coil having a large wire diameter arranged outside.

【0012】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記電流制御用ヒータコイルの巻き方は密に巻き
上げられ、前記ヒータコイルの巻き方は粗に巻き上げら
れている。
In this ceramic glow plug, the current control heater coil is wound tightly and the heater coil is wound coarsely.

【0013】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記セラミック製シースに充填された低熱伝導部
材は、Ti,Si,Al2 3 の粉末混合物をN2 中で
焼結して作製したSi−Ti−Al−O−N系セラミッ
クスから構成されているものである。
Further, in this ceramic glow plug, the low heat conductive member filled in the ceramic sheath is produced by sintering a powder mixture of Ti, Si and Al 2 O 3 in N 2. -Al-O-N based ceramics.

【0014】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記セラミック製シースはSi3 4 で作製され
ているものである。
Further, in this ceramic glow plug, the ceramic sheath is made of Si 3 N 4 .

【0015】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記電流制御用ヒータコイル及び前記ヒータコイ
ルはタングステン線で作製され、該タングステン線の外
面が炭化ケイ素又は炭化タングステンで被覆されている
ものである。
In this ceramic glow plug, the current control heater coil and the heater coil are made of a tungsten wire, and the outer surface of the tungsten wire is coated with silicon carbide or tungsten carbide.

【0016】[0016]

【作用】この発明によるセラミック製グロープラグは、
上記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグは、中空状本体から
セラミック製シースの発熱部を突出させ、該セラミック
製シース内にセラミックスから成る低熱伝導部材を充填
し、前記電極に電源接続部を介して接続した小径の電流
制御用ヒータコイルを前記セラミック製シース内で前記
低熱伝導部材の長手方向内部に埋設し、前記セラミック
製シースの内壁面に接触して前記低熱伝導部材の長手方
向外側に配置した大径のヒータコイルを前記電流制御用
ヒータコイルに直列に接続すると共に前記本体に電気接
続部を介して接続したので、前記電流制御用ヒータコイ
ルと前記ヒータコイルに電流を流すと、前記電流制御用
ヒータコイルは前記低熱伝導部材中に埋設されて遮熱度
が大きく、前記電流制御用ヒータコイルが前記ヒータコ
イルに比較して高温になる。そこで、前記電流制御用ヒ
ータコイルが高温になれば、前記電流制御用ヒータコイ
ルの抵抗値が大きくなり、前記電流制御用ヒータコイル
と前記ヒータコイルに流れる電流が小さくなり、前記セ
ラミック製シースの前記発熱部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。
The ceramic glow plug according to the present invention is
It is configured as described above and operates as follows. That is, in this ceramic glow plug, a heat generating portion of a ceramic sheath is projected from a hollow body, a low heat conductive member made of ceramic is filled in the ceramic sheath, and the electrode is connected to the electrode through a power source connecting portion. A large-diameter large-diameter heater coil for current control is embedded inside the ceramic sheath inside the low-heat-conducting member in the longitudinal direction, and is in contact with the inner wall surface of the ceramic sheath outside the low-heat-conducting member in the longitudinal direction. The heater coil is connected to the current control heater coil in series and is connected to the main body through an electrical connection portion. Therefore, when a current is passed through the current control heater coil and the heater coil, the current control heater The coil is embedded in the low thermal conductive member and has a high degree of heat insulation, and the current control heater coil is larger than the heater coil in comparison with the heater coil. It becomes warm. Therefore, when the temperature of the current control heater coil rises, the resistance value of the current control heater coil increases, the current flowing through the current control heater coil and the heater coil decreases, and the ceramic sheath The amount of heat generated by the heat generating portion is self-controlled and controlled to an optimum value.

【0017】このセラミック製グロープラグにおいて、
前記セラミック製シースは、Si34 から一端が閉鎖
状態に形成された薄肉チューブに形成され、その中に二
重に耐熱金属線が配置され、該耐熱金属線の内部側が前
記電流制御用ヒータコイルであり且つ外側が前記ヒータ
コイルである。また、前記セラミック製シース内にはS
i−Ti−Al−O−N系のセラミックスから成る低熱
伝導部材が充填され、該低熱伝導部材内に前記電流制御
用ヒータコイルが埋め込まれているので、前記電流制御
用ヒータコイルは確実に遮熱されると共に、前記電流制
御用ヒータコイルと前記ヒータコイルは前記セラミック
製シース内に強固に固定される。しかも、温度上昇で抵
抗値が上昇する前記電流制御用ヒータコイルは、Si−
Ti−Al−O−N系セラミックスの中に埋設されてい
るので、断線の発生は確実に防止することができ、ま
た、前記セラミック製シースは筒状であり、構造がシン
プルであるので、前記ヒータコイル、前記電流制御用ヒ
ータコイル、前記中空状本体、前記電源接続部の接続部
を強固に構成することができる。
In this ceramic glow plug,
The ceramic sheath is formed of Si 3 N 4 in a thin-walled tube, one end of which is closed, in which heat-resistant metal wires are doubly arranged, and the inner side of the heat-resistant metal wire is the heater for current control. It is a coil and the outside is the heater coil. Further, S is contained in the ceramic sheath.
Since the low heat conductive member made of i-Ti-Al-O-N ceramics is filled and the current control heater coil is embedded in the low heat conductive member, the current control heater coil is reliably shielded. While being heated, the current control heater coil and the heater coil are firmly fixed in the ceramic sheath. In addition, the heater coil for current control, whose resistance value increases as the temperature rises, is
Since it is embedded in the Ti-Al-O-N ceramics, it is possible to reliably prevent the occurrence of wire breakage. Further, since the ceramic sheath has a tubular shape and a simple structure, The heater coil, the current control heater coil, the hollow main body, and the power source connecting portion can be firmly configured.

【0018】また、Si−Ti−Al−O−N系セラミ
ックスは、原料としてSi,Ti,Al2 3 を粉砕し
てSi3 4 の前記セラミック製シース内に充填し、N
2 ガス雰囲気中で焼結し、Si3 4 とTiNの複合材
を作製し、次いで、O2 ガス雰囲気中で、約1000℃
でTiNを酸化させ、TiO2 とし、内部の密度を均一
にし、Si3 4 に近い値にする。この場合、タングス
テンW線は、高温でO2 による酸化が厳しいので、外周
の線膨張率のほぼ同じ、SiCによって被覆することに
より対応できる。この時、Si,Ti,Al2 3 の粉
末混合物をSi3 4 とTiNとに反応焼結させる場合
に、TiNが体積膨張するので、グロープラグ内で隙間
無く均一な焼結体が作製できる。即ち、この焼結体は、
Si3 4 から成る前記セラミック製シース内で収縮せ
ず、熱伝導率が小さく、線膨張係数が小さいので、前記
セラミック製シース内での低熱伝導部材として理想的な
特性を有している。
The Si-Ti-Al-O-N-based ceramics are prepared by crushing Si, Ti and Al 2 O 3 as raw materials and filling the ceramic sheath of Si 3 N 4 with N.
Sintering in a 2 gas atmosphere to produce a composite material of Si 3 N 4 and TiN, and then in an O 2 gas atmosphere at about 1000 ° C.
Then, TiN is oxidized to form TiO 2 , and the internal density is made uniform to a value close to Si 3 N 4 . In this case, since the tungsten W wire is severely oxidized by O 2 at a high temperature, it can be dealt with by coating with SiC having the same linear expansion coefficient on the outer circumference. At this time, when the powder mixture of Si, Ti, and Al 2 O 3 is reacted and sintered with Si 3 N 4 and TiN, TiN expands in volume, so that a uniform sintered body is produced without gaps in the glow plug. it can. That is, this sintered body,
Since it does not shrink in the ceramic sheath made of Si 3 N 4, has a small thermal conductivity and a small linear expansion coefficient, it has ideal characteristics as a low thermal conductive member in the ceramic sheath.

【0019】前記発熱部を構成する前記ヒータコイル
は、径の大きいタングステンW線であり、Si3 4
前記セラミック製シースに近接しているので、熱伝導性
の良好なSi3 4 の前記セラミック製シースを加熱す
る。これに対して、径の小さい前記電流制御用ヒータコ
イルは線径の小さいタングステンW線であり、前記低熱
伝導部材のSi−Ti−Al−O−N系セラミックス内
に埋設されているので、前記電流制御用ヒータコイルの
加熱に伴って前記電流制御用ヒータコイルの周囲は高温
雰囲気になる。即ち、Si−Ti−Al−O−N系セラ
ミックスは線膨張係数が小さい(2×10- 6 /K)の
で、熱応力の発生が少なく、高温に到達するまで、急加
熱しても破壊する心配が少ない。また、前記低熱伝導部
材の内部のタングステン線は、温度上昇と共に、その抵
抗値が増加し、グロープラグに通電される電流を抑制す
る。エンジンの燃焼室内での加熱急冷等の熱応力の変化
に対しては、外側に位置するセラミック製シースのSi
3 4 が十分に強度を保証しているので、総合的に耐久
性の優れたグロープラグを提供できる。
[0019] The heater coil constituting the heat generating portion is greater tungsten W wire diameter and close to the said ceramic sheath Si 3 N 4, the thermal conductivity of good Si 3 N 4 The ceramic sheath is heated. On the other hand, the current control heater coil having a small diameter is a tungsten W wire having a small wire diameter and is embedded in the Si-Ti-Al-O-N ceramics of the low thermal conductive member, and therefore, Along with the heating of the current control heater coil, a high temperature atmosphere is created around the current control heater coil. That, Si-Ti-Al-O -N -based ceramics has a small linear expansion coefficient - since (2 × 10 6 / K) , the occurrence of thermal stress is less, until it reaches the high temperature to destroy even when rapid heating I have little worries. In addition, the resistance value of the tungsten wire inside the low thermal conductive member increases as the temperature rises, and suppresses the current supplied to the glow plug. For the change of thermal stress such as heating and quenching in the combustion chamber of the engine, Si of the ceramic sheath located outside is used.
Since 3 N 4 guarantees sufficient strength, it is possible to provide a glow plug with excellent overall durability.

【0020】また、前記電流制御用ヒータコイル及び前
記ヒータコイルはタングステン線で作製され、がタング
ステン線の外面は炭化ケイ素又は炭化タングステンで被
覆されているので、前記ヒータコイルを構成するタング
ステンの酸化を防止でき、耐腐食性を向上でき、前記ヒ
ータコイルの耐久性を向上できる。しかも、タングステ
ンと炭化ケイ素とは、両者とも線膨張係数が4×10
- 6 /℃であり、同一であるので、熱膨張差によってS
iCの被覆層がW線から剥離することがなく、強固に被
覆される。そして、炭化ケイ素SiCは抵抗温度係数が
負であるので、高温度で自己の発熱性が悪くなり、内側
での発熱が大きくなる。また、前記セラミック製シース
を構成する窒化ケイ素と前記低熱伝導部材を構成するS
i−Ti−Al−O−N材は、ほぼ線膨張係数が同じで
あり、両者の馴染み性が良好であるので、前記セラミッ
ク製シース内に前記低熱伝導部材が隙間が発生すること
なく、良好に接合されて配置される。
The current control heater coil and the heater coil are made of a tungsten wire, and the outer surface of the tungsten wire is coated with silicon carbide or tungsten carbide. It can be prevented, the corrosion resistance can be improved, and the durability of the heater coil can be improved. Moreover, the coefficient of linear expansion of both tungsten and silicon carbide is 4 × 10.
-6 / ° C, which is the same, S due to the difference in thermal expansion
The coating layer of iC does not peel off from the W line and is firmly coated. Since silicon carbide SiC has a negative temperature coefficient of resistance, its self-heating property deteriorates at high temperature, and heat generation inside becomes large. In addition, silicon nitride that constitutes the ceramic sheath and S that constitutes the low thermal conductive member.
Since the i-Ti-Al-O-N material has almost the same linear expansion coefficient and good compatibility with both, the low thermal conductive member does not have a gap in the ceramic sheath, and is good. It is joined and arranged.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるセラ
ミック製グロープラグの実施例を説明する。図1はこの
発明によるセラミック製グロープラグの一実施例を示す
概略説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a ceramic glow plug according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of a ceramic glow plug according to the present invention.

【0022】このセラミック製グロープラグは、主とし
て、絶縁体(図示せず)を介在して端子即ち電極10を
取り付けた中空状本体1、セラミック製シース2、電流
制御用ヒータコイル3、該電流制御用ヒータコイル3に
直列に接続したヒータコイル5、及びセラミック製シー
ス2内に充填された低熱伝導部材4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、
取り付けのためのねじ11及びナット14を有してい
る。セラミック製シース2は、耐熱性及び高温高強度に
優れた窒化ケイ素Si3 4 から薄肉チューブに形成さ
れており、先端は円弧状に閉鎖されており、他端の一部
が中空状本体1の内壁面17に接触した状態に固定され
ている。セラミック製シース2は、中空状本体1から突
出した発熱部12が構成されている。また、セラミック
製シース2を中空状本体1に固着するには、セラミック
製シース2の外周面をメタリイジングして接合すれば、
両者は極めて強固に電気的に接合できる。また、セラミ
ック製シース2の発熱部12は、中空状本体1の端部1
5から突出状態に配置されている。
The ceramic glow plug is mainly composed of a hollow body 1 to which terminals or electrodes 10 are attached via an insulator (not shown), a ceramic sheath 2, a current control heater coil 3, and the current control. The heater coil 5 is connected in series to the heater coil 3 for heating, and the low thermal conductive member 4 filled in the ceramic sheath 2. The hollow body 1 is made of a metal such as a heat resistant alloy,
It has a screw 11 and a nut 14 for attachment. The ceramic sheath 2 is made of silicon nitride Si 3 N 4, which has excellent heat resistance and high temperature and high strength, into a thin-walled tube. The tip is closed in an arc shape, and the other end is partially hollow body 1. The inner wall surface 17 is fixed in contact with the inner wall surface 17. The ceramic sheath 2 has a heating portion 12 protruding from the hollow main body 1. Further, in order to fix the ceramic sheath 2 to the hollow main body 1, the outer peripheral surface of the ceramic sheath 2 is metalized and joined.
Both can be electrically bonded extremely strongly. Further, the heat generating portion 12 of the ceramic sheath 2 is the end portion 1 of the hollow main body 1.
It is arranged in a protruding state from 5.

【0023】このセラミック製グロープラグにおいて、
電流制御用ヒータコイル3は、電極10に電源接続部8
を介して接続すると共に、セラミック製シース2の先端
に設けられた接続線7に接続されている。更に、電流制
御用ヒータコイル3は、セラミック製シース2内で低熱
伝導部材4の長手方向内部に埋設された線径が小径の耐
熱金属線である。また、ヒータコイル5は、電流制御用
ヒータコイル3に接続線即ち接続部7を介して直列に接
続されると共に、中空状本体1の内壁面17に固定され
た電気接続部6を介して中空状本体1に接続されてい
る。更に、ヒータコイル5は、セラミック製シース2内
で低熱伝導部材4の長手方向外側に配置された線径が大
径の耐熱金属線であり、セラミック製シース2の内壁面
13に接触して配置され、ヒータコイル5からセラミッ
ク製シース2への熱伝導が良好になるように構成されて
いる。電流制御用ヒータコイル3の巻き方は密に巻き上
げられ、また、ヒータコイル5の巻き方は粗に巻き上げ
られている。
In this ceramic glow plug,
The current control heater coil 3 has a power supply connecting portion 8 on the electrode 10.
And a connecting wire 7 provided at the tip of the ceramic sheath 2. Further, the current control heater coil 3 is a heat resistant metal wire having a small wire diameter embedded in the ceramic sheath 2 inside the low thermal conductivity member 4 in the longitudinal direction. The heater coil 5 is connected in series to the current controlling heater coil 3 via a connecting wire, that is, a connecting portion 7, and is hollow via an electric connecting portion 6 fixed to the inner wall surface 17 of the hollow body 1. Connected to the main body 1. Further, the heater coil 5 is a heat-resistant metal wire having a large wire diameter arranged outside the low thermal conductive member 4 in the ceramic sheath 2 in the longitudinal direction, and arranged in contact with the inner wall surface 13 of the ceramic sheath 2. The heat conduction from the heater coil 5 to the ceramic sheath 2 is improved. The current control heater coil 3 is wound tightly, and the heater coil 5 is wound coarsely.

【0024】このセラミック製グロープラグにおいて、
電流制御用ヒータコイル3及びヒータコイル5は、炭化
ケイ素SiC又は炭化タングステンWCで被覆されたタ
ングステンW線等の耐熱金属材料で作製されており、セ
ラミック製シース2内の長手方向に延びており、しか
も、電流制御用ヒータコイル3とヒータコイル5とは低
熱伝導部材4によって電気的に遮断されている。電流制
御用ヒータコイル3とヒータコイル5を構成するタング
ステンW線を、SiC又はWC等で被覆することによっ
て、タングステンWの酸化を防止でき、耐久性を向上で
きる。
In this ceramic glow plug,
The current control heater coil 3 and the heater coil 5 are made of a heat-resistant metal material such as tungsten W wire coated with silicon carbide SiC or tungsten carbide WC, and extend in the longitudinal direction inside the ceramic sheath 2. Moreover, the current control heater coil 3 and the heater coil 5 are electrically disconnected by the low heat conductive member 4. By coating the tungsten W wire forming the current control heater coil 3 and the heater coil 5 with SiC or WC, the tungsten W can be prevented from being oxidized and the durability can be improved.

【0025】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、セラミック製シース2内に充填された低熱伝導部
材4は、Si−Ti−Al−O−N系のセラミックスか
ら成る低熱伝導セラミックスである。Si−Ti−Al
−O−N系セラミックスは、Si3 4 +TiO2 +A
2 3 から成る複合材であり、熱伝導率は、ほぼ2W
/h・m2 と極めて低いセラミックスである。
In this ceramic glow plug, the low thermal conductive member 4 filled in the ceramic sheath 2 is a low thermal conductive ceramic made of Si-Ti-Al-O-N ceramics. Si-Ti-Al
-O-N-based ceramics, Si 3 N 4 + TiO 2 + A
It is a composite material of l 2 O 3 and has a thermal conductivity of about 2 W.
/ H · m 2 It is an extremely low ceramic.

【0026】Si−Ti−Al−O−N系セラミックス
の複合材は、次のようにして作製できる。Si、Ti及
びAl2 3 から成る混合粉末に添加物、バインダ等を
加えてスラリーを作製し、N2 ガス雰囲気で反応焼結さ
せることによって、充填物はSi3 4 とTiNに転化
する。TiNは不安定であるので、そこで、Si3 4
とTiNをO2 ガス中で反応させると、TiNがTiO
2 になり、Si−Ti−Al−O−N系セラミックスが
作製される。ここで、TiO2 自体は酸化に対して極め
て安定しており、製造工程中の中間生成物としてTiN
を含んでいるので反応体積が大となるので、セラミック
製シース2との間、及び電流制御用ヒータコイル3及び
ヒータコイル5の線体との間に隙間等が発生することが
なく、密着した状態にSi−Ti−Al−O−N系セラ
ミックスの低熱伝導部材4がセラミック製シース2内に
配置されることになる。
The composite material of Si-Ti-Al-O-N ceramics can be manufactured as follows. Additives, binders, etc. are added to a mixed powder of Si, Ti and Al 2 O 3 to prepare a slurry, and the mixture is converted into Si 3 N 4 and TiN by reaction sintering in an N 2 gas atmosphere. . Since TiN is unstable, Si 3 N 4
When TiN and TiN are reacted in O 2 gas, TiN becomes TiO 2.
2 , and Si-Ti-Al-O-N based ceramics are produced. Here, TiO 2 itself is extremely stable against oxidation, and TiN is used as an intermediate product in the manufacturing process.
Since the reaction volume becomes large because of the inclusion of the above, the gap between the ceramic sheath 2 and the wire for the current control heater coil 3 and the heater coil 5 does not occur, and they are in close contact with each other. In this state, the low thermal conductive member 4 made of Si—Ti—Al—O—N ceramics is arranged inside the ceramic sheath 2.

【0027】セラミック製シース2は、Si3 4 から
一端が閉鎖状態に形成された薄肉チューブに形成されて
いる。セラミック製シース2を作製は、例えば、石膏型
内にヒータコイル5となるタングステン線を配置してお
き、Si3 4 の原料スラリーを排泥法で石膏型壁面に
着肉させて成形体を作製し、該成形体を焼成してSi3
4 から成るセラミック製シース2を作製する。また、
セラミック製シース2の中に耐熱金属線を配置して内部
に電流制御用ヒータコイル3を配置する。次いで、セラ
ミック製シース2内にSi−Ti−Al−O−N系セラ
ミックスを形成するには、原料としてTi,Si
3 4 ,Al2 3 の各粉末を混合し、バインダ、添加
剤等を添加したスラリーをセラミック製シース2に充填
し、N2 ガス中で反応焼結することによって、セラミッ
ク製シース2の内部にSi3 4 とTiNに転化される
が、O2 ガス雰囲気中で、約1000℃でTiNを酸化
させ、TiO2 とし、内部の密度を均一にし、Si3
4 に近い値にする。この場合、タングステンW線は、高
温でO2 による酸化が厳しいので、外周の線膨張率のほ
ぼ同じ、SiCによって被覆することにより対応でき
る。また、Si,Ti,Al2 3 の粉末混合物をSi
3 4 とTiNとに反応焼結させる場合に、TiNが体
積膨張するので、グロープラグ内で隙間無く均一な焼結
体が作製できる。この時、この焼結体は、Si3 4
ら成るセラミック製シース2内で収縮せず、熱伝導率が
小さく、線膨張係数が小さいので、セラミック製シース
2内での低熱伝導部材として理想的な特性を有してい
る。
The ceramic sheath 2 is formed as a thin tube made of Si 3 N 4 and closed at one end. For manufacturing the ceramic sheath 2, for example, a tungsten wire serving as the heater coil 5 is arranged in a gypsum mold, and the raw material slurry of Si 3 N 4 is inlaid on the wall surface of the gypsum mold by a mud discharging method to form a molded body. After manufacturing, the molded body is fired to produce Si 3
A ceramic sheath 2 made of N 4 is produced. Also,
A refractory metal wire is arranged in a ceramic sheath 2 and a current control heater coil 3 is arranged therein. Next, in order to form Si—Ti—Al—O—N ceramics in the ceramic sheath 2, Ti, Si as raw materials are used.
By mixing the powders of 3 N 4 and Al 2 O 3 and filling the ceramic sheath 2 with a slurry to which a binder, an additive, etc. have been added, and performing reaction sintering in N 2 gas, the ceramic sheath 2 while being converted into Si 3 N 4 and TiN therein, an O 2 gas atmosphere, to oxidize the TiN at about 1000 ° C., and TiO 2, a uniform internal density, Si 3 N
Set a value close to 4 . In this case, since the tungsten W wire is severely oxidized by O 2 at a high temperature, it can be dealt with by coating with SiC having the same linear expansion coefficient on the outer circumference. Moreover, a powder mixture of Si, Ti, and Al 2 O 3 is added to Si.
When reaction sintering is performed with 3 N 4 and TiN, TiN expands in volume, so that a uniform sintered body can be produced without gaps in the glow plug. At this time, this sintered body does not shrink in the ceramic sheath 2 made of Si 3 N 4 , has a small thermal conductivity, and has a small linear expansion coefficient, so that it is ideal as a low thermal conductive member in the ceramic sheath 2. Have the following characteristics.

【0028】発熱体を構成するヒータコイル5は、径の
大きいタングステンW線であり、Si3 4 のセラミッ
ク製シース2に近接しているので、熱伝導性の良好なS
34 のセラミック製シース2を加熱する。これに対
して、径の小さい電流制御用ヒータコイル3は径の小さ
いタングステンW線であり、低熱伝導部材4のSi−T
i−Al−O−N系セラミックス内に埋設されているの
で、電流制御用ヒータコイル3の加熱に伴って該電流制
御用ヒータコイル3の周囲は高温雰囲気になる。即ち、
Si−Ti−Al−O−N系セラミックスは線膨張係数
が小さいので、熱応力の発生が少なく、高温に到達する
まで、急加熱しても破壊する心配が少ない。また、低熱
伝導部材4の内部のタングステン線は、温度上昇と共
に、その抵抗値が増加し、グロープラグに通電される電
流を抑制する。エンジンの燃焼室内での加熱急冷等の熱
応力の変化に対しては、外側に位置するセラミック製シ
ース2のSi3 4 が十分に強度を保証しているので、
総合的に耐久性の優れたグロープラグを提供できる。
The heater coil 5 forming the heating element is a tungsten W wire having a large diameter and is close to the ceramic sheath 2 of Si 3 N 4 , so that the S having good thermal conductivity is used.
The ceramic sheath 2 of i 3 N 4 is heated. On the other hand, the current control heater coil 3 having a small diameter is a tungsten W wire having a small diameter, and the Si-T of the low thermal conductive member 4 is used.
Since it is embedded in the i-Al-O-N ceramics, the heating of the current control heater coil 3 causes a high temperature atmosphere around the current control heater coil 3. That is,
Since the Si-Ti-Al-O-N based ceramics has a small linear expansion coefficient, thermal stress is less likely to occur, and there is less concern that the ceramics will be destroyed even when rapidly heated until reaching a high temperature. Further, the resistance value of the tungsten wire inside the low thermal conductive member 4 increases as the temperature rises, and suppresses the current supplied to the glow plug. Since Si 3 N 4 of the ceramic sheath 2 located outside guarantees sufficient strength against changes in thermal stress such as heating and quenching in the combustion chamber of the engine,
It is possible to provide a glow plug having excellent overall durability.

【0029】また、電流制御用ヒータコイル3及びヒー
タコイル5は、炭化ケイ素SiC又は炭化タングステン
WCで被覆されているので、電流制御用ヒータコイル3
及びヒータコイル5を構成するタングステンWの酸化を
防止でき、耐腐食性を向上でき、電流制御用ヒータコイ
ル3及びヒータコイル5の耐久性を向上できる。そし
て、炭化ケイ素SiCは、抵抗温度係数が負であるの
で、高温度で自己の発熱性が悪くなり、内側での発熱が
大きくなる。
Further, since the current control heater coil 3 and the heater coil 5 are coated with silicon carbide SiC or tungsten carbide WC, the current control heater coil 3 is provided.
Also, the tungsten W forming the heater coil 5 can be prevented from being oxidized, the corrosion resistance can be improved, and the durability of the current control heater coil 3 and the heater coil 5 can be improved. Since silicon carbide SiC has a negative temperature coefficient of resistance, its self-heating property deteriorates at high temperature, and heat generation inside becomes large.

【0030】このセラミック製グロープラグでは、電極
10は中空状本体1の中空部9に非接触状態に延びて電
源接続部8に接続されている。タングステンW線は、セ
ラミック製シース2内では径が小さく、セラミック製シ
ース2から外れる領域では径が大きく形成されているの
で、セラミック製シース2内でヒータコイル5を形成す
ることができる。また、セラミック製シース2は、窒化
ケイ素Si3 4 から排泥法等で成形体を形成して焼成
することで作製することができる。ヒータコイル5と中
空状本体1とを電気的に結線するため、中空状本体1の
内壁面17に電気接続部6を固着し、該電気接続部6に
ヒータコイル5を耐熱金属で蒸着によって結線すること
ができる。また、ヒータコイル5と接続部7との電気的
結線及び電気抵抗線3と電源接続部8との電気的結線
は、耐熱金属で蒸着によって堅固に確実に結線されてい
る。
In this ceramic glow plug, the electrode 10 extends in a non-contact state with the hollow portion 9 of the hollow main body 1 and is connected to the power source connecting portion 8. Since the tungsten W wire has a small diameter inside the ceramic sheath 2 and a large diameter outside the ceramic sheath 2, the heater coil 5 can be formed inside the ceramic sheath 2. Further, the ceramic sheath 2 can be manufactured by forming a molded body from silicon nitride Si 3 N 4 by a mud discharge method or the like and firing it. In order to electrically connect the heater coil 5 and the hollow main body 1 to each other, the electric connection portion 6 is fixed to the inner wall surface 17 of the hollow main body 1, and the heater coil 5 is connected to the electric connection portion 6 by vapor deposition of a heat-resistant metal. can do. Further, the electric connection between the heater coil 5 and the connecting portion 7 and the electric connection between the electric resistance wire 3 and the power source connecting portion 8 are firmly and surely connected by vapor deposition with a heat-resistant metal.

【0031】このセラミック製グロープラグは、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は、電極10から電
流を電流制御用ヒータコイル3ヒータコイル5に流す
と、セラミック製シース2内には低熱伝導部材4が充填
されているので、電流制御用ヒータコイル3の位置する
セラミック製シース2の中央部はヒータコイル5の位置
する外周部に比較して極端に温度が上昇する。そして、
低熱伝導部材4の内部が高温になれば、電流制御用ヒー
タコイル3の抵抗値が大きくなり、電流制御用ヒータコ
イル3及びヒータコイル5に流れる電流が小さくなり、
セラミック製シース2の発熱部12の発熱量が自己制御
される。また、低熱伝導部材4の内部の温度が下がれ
ば、再び電流制御用ヒータコイル3とヒータコイル5に
電流が流れてヒータコイル3によってセラミック製シー
ス2の発熱部12が加熱されるので、従って、発熱部1
2は常に最適発熱量に維持される。例えば、図2に示す
ように、セラミック製シース2の発熱部12は燃焼室等
の外部に露出しているので、発熱部12から熱放散さ
れ、発熱部12の発熱体の温度は900℃に維持されて
ヒータコイル5の抵抗値は0.4Ωになるが、低熱伝導
部材4の内部の電流制御用ヒータコイル3は低熱伝導部
材4内に埋設して遮熱されているので、低熱伝導部材4
の中央部の温度は1800℃になって電流制御用ヒータ
コイル3の抵抗値は0.6Ωになる。従って、このセラ
ミック製グロープラグでは、電流制御用ヒータコイル3
とヒータコイル5とのトータルの抵抗値の総和は1Ωに
なり、安定状態になる。
Since this ceramic glow plug is constructed as described above, it operates as follows. That is, in this ceramic glow plug, when a current is passed from the electrode 10 to the current control heater coil 3 and the heater coil 5, since the low thermal conductive member 4 is filled in the ceramic sheath 2, the current control heater coil 3 is filled. The temperature of the central portion of the ceramic sheath 2 where 3 is located is extremely higher than that of the outer periphery where the heater coil 5 is located. And
When the temperature inside the low heat conductive member 4 becomes high, the resistance value of the current control heater coil 3 increases, and the current flowing through the current control heater coil 3 and the heater coil 5 decreases.
The heat generation amount of the heat generating portion 12 of the ceramic sheath 2 is self-controlled. Further, when the temperature inside the low thermal conductive member 4 decreases, a current again flows through the current control heater coil 3 and the heater coil 5 and the heater coil 3 heats the heat generating portion 12 of the ceramic sheath 2. Heating part 1
2 is always maintained at the optimum calorific value. For example, as shown in FIG. 2, since the heat generating portion 12 of the ceramic sheath 2 is exposed to the outside of the combustion chamber or the like, heat is dissipated from the heat generating portion 12, and the temperature of the heat generating element of the heat generating portion 12 rises to 900 ° C. While being maintained, the resistance value of the heater coil 5 becomes 0.4Ω. However, since the current control heater coil 3 inside the low thermal conductive member 4 is embedded in the low thermal conductive member 4 and is shielded from heat, the low thermal conductive member is Four
The temperature of the central portion of the current controller becomes 1800 ° C., and the resistance value of the current control heater coil 3 becomes 0.6Ω. Therefore, in this ceramic glow plug, the current control heater coil 3 is used.
The total resistance value of the heater coil 5 and the total resistance value of the heater coil 5 is 1Ω, and the stable state is achieved.

【0032】[0032]

【発明の効果】この発明によるセラミック製グロープラ
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、このセラミック製グロープラグは、電極
を備えた中空状本体からセラミック製シースの発熱部を
突出させ、該セラミック製シース内にセラミックスから
成る低熱伝導部材を充填し、線径が小径の電流制御用ヒ
ータコイルを前記セラミック製シース内で前記低熱伝導
部材の長手方向内部に埋設して前記電極に電源接続部を
介して接続し、大径のヒータコイルを前記セラミック製
シース内で前記低熱伝導部材の長手方向外側に配置して
前記電流制御用ヒータコイルに直列に接続すると共に前
記本体に電気接続部を介して接続したので、前記電流制
御用ヒータコイルと前記ヒータコイルに電流が流される
ことにより、前記低熱伝導部材の内部に位置する前記電
流制御用ヒータコイルの領域が前記低熱伝導部材の外部
に位置する前記ヒータコイルの領域に比較して遮熱度が
大きくなり、前記低熱伝導部材の内部側が高温になり易
くなる。そこで、前記電流制御用ヒータコイルが高温に
なれば、前記電流制御用ヒータコイルの抵抗値が大きく
なり、前記電流制御用ヒータコイルと前記ヒータコイル
に流れる電流が小さくなり、また、前記電流制御用ヒー
タコイルの温度が下がれば、前記電流制御用ヒータコイ
ルに再び電流が流れて前記発熱部は加熱され、前記発熱
部は常に最適発熱量に自己制御されることになる。
The ceramic glow plug according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this ceramic glow plug, a heat generating portion of a ceramic sheath is projected from a hollow main body provided with an electrode, and a low heat conductive member made of ceramic is filled in the ceramic sheath to control a current with a small wire diameter. Heater coil is embedded inside the ceramic sheath in the longitudinal direction of the low thermal conductive member and connected to the electrode via a power supply connection portion, and a large diameter heater coil is provided in the ceramic sheath with the low thermal conductive member. Since it is arranged on the outer side in the longitudinal direction of and is connected to the current control heater coil in series and is connected to the main body through an electric connection portion, a current flows through the current control heater coil and the heater coil. The heater coil in which the region of the current control heater coil located inside the low thermal conductive member is located outside the low thermal conductive member Heat degree is increased shielding as compared to the region, the internal side of the low thermal conductive member is likely to become hot. Therefore, when the temperature of the current control heater coil becomes high, the resistance value of the current control heater coil increases, the current flowing through the current control heater coil and the heater coil decreases, and the current control heater coil decreases. When the temperature of the heater coil is lowered, current again flows through the current control heater coil to heat the heat generating portion, and the heat generating portion is always self-controlled to the optimum heat generation amount.

【0033】また、前記電流制御用ヒータコイルは線径
が小径であり且つ前記ヒータコイルは大径に形成され、
前記電流制御用ヒータコイルの巻き方は密に巻き上げら
れ、前記ヒータコイルの巻き方は粗に巻き上げられてい
るので、前記電流制御用ヒータコイルは前記低熱伝導部
材内で温度に応答して確実に且つ良好なレスポンスで電
流を制御することができ、また、前記ヒータコイルは前
記セラミック製シースの発熱量を適正に制御することが
できる。
The current control heater coil has a small wire diameter and the heater coil is formed to have a large diameter.
Since the winding method of the current control heater coil is tightly wound and the winding method of the heater coil is roughly wound, the current control heater coil reliably responds to the temperature in the low thermal conductive member. Moreover, the current can be controlled with a good response, and the heater coil can appropriately control the heat generation amount of the ceramic sheath.

【0034】また、前記セラミック製シース内にはSi
−Ti−Al−O−N系のセラミックスから成る低熱伝
導部材が充填され、該低熱伝導部材の内部に前記電流制
御用ヒータコイルが埋め込まれ、外側に前記ヒータコイ
ルが配置されているので、前記電流制御用ヒータコイル
は確実に遮熱され、且つ前記電流制御用ヒータコイルと
前記ヒータコイルとは前記セラミック製シース内に強固
に位置設定されて固定される。しかも、前記セラミック
製シースを構成する窒化ケイ素と前記低熱伝導部材を構
成するSi−Ti−Al−O−N材は、ほぼ線膨張係数
が同じであり、両者の馴染み性が良好であるので、前記
セラミック製シース内に前記低熱伝導部材が隙間が発生
することなく、良好に接合されて配置される。
Further, Si is contained in the ceramic sheath.
Since the low thermal conductive member made of —Ti—Al—O—N ceramics is filled, the current control heater coil is embedded inside the low thermal conductive member, and the heater coil is disposed outside, The current control heater coil is surely shielded from heat, and the current control heater coil and the heater coil are firmly positioned and fixed in the ceramic sheath. Moreover, since the silicon nitride that constitutes the ceramic sheath and the Si-Ti-Al-O-N material that constitutes the low thermal conductivity member have substantially the same linear expansion coefficient, and the two are well compatible, The low thermal conductive member is well bonded and arranged in the ceramic sheath without a gap.

【0035】また、前記電流制御用ヒータコイルと前記
ヒータコイルは、タングステン線で作製され、該タング
ステン線の外面が炭化ケイ素又は炭化タングステンで被
覆されているので、タングステン線の酸化を防止でき、
耐腐食性を向上でき、前記ヒータコイルの耐久性を向上
できる。
Further, since the current control heater coil and the heater coil are made of a tungsten wire and the outer surface of the tungsten wire is coated with silicon carbide or tungsten carbide, it is possible to prevent the tungsten wire from being oxidized.
Corrosion resistance can be improved, and durability of the heater coil can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるセラミック製グロープラグの一
実施例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a ceramic glow plug according to the present invention.

【図2】このセラミック製グロープラグにおける電気抵
抗線とヒータコイルとの温度と抵抗値との関係を説明す
るグラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining a relationship between a resistance value and a temperature of an electric resistance wire and a heater coil in this ceramic glow plug.

【図3】NiとWとの温度に対する抵抗値の関係を説明
するグラフである。
FIG. 3 is a graph illustrating the relationship between the resistance values of Ni and W with respect to temperature.

【図4】従来のセラミック製グロープラグの時間に対す
る電流制御の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship of current control with respect to time in a conventional ceramic glow plug.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中空状本体 2 セラミック製シース 3 電流制御用ヒータコイル 4 低熱伝導部材 5 ヒータコイル 6 電気接続部 7 接続部 8 電源接続部 9 中空部 10 電極 12 発熱部 13 セラミック製シースの内壁面 1 Hollow Body 2 Ceramic Sheath 3 Current Control Heater Coil 4 Low Heat Conduction Member 5 Heater Coil 6 Electrical Connection 7 Connection 8 Power Connection 9 Hollow 10 Electrode 12 Heat Generation 13 Inner Wall of Ceramic Sheath

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極を備えた中空状本体、該本体から発
熱部を突出させた前記本体に固定されたセラミック製シ
ース、該セラミック製シース内に充填されたセラミック
スから成る低熱伝導部材、前記電極に電源接続部を介し
て接続し且つ前記セラミック製シース内で前記低熱伝導
部材の長手方向内部に埋設された線径が小径の電流制御
用ヒータコイル、及び該電流制御用ヒータコイルに直列
に接続すると共に前記本体に電気接続部を介して接続し
且つ前記セラミック製シースの内壁面に接触状態に前記
低熱伝導部材の長手方向外側に配置された線径が大径の
ヒータコイル、を有することを特徴とするセラミック製
グロープラグ。
1. A hollow main body having an electrode, a ceramic sheath fixed to the main body with a heat generating portion protruding from the main body, a low thermal conductive member made of ceramics filled in the ceramic sheath, and the electrode. And a current control heater coil having a small wire diameter embedded in the longitudinal direction of the low thermal conductive member in the ceramic sheath and connected in series to the current control heater coil. And a heater coil having a large wire diameter, which is connected to the main body via an electric connection portion and is arranged outside the longitudinal direction of the low thermal conductive member in contact with the inner wall surface of the ceramic sheath. A characteristic glow plug made of ceramic.
【請求項2】 前記電流制御用ヒータコイルの巻き方は
密に巻き上げられ、前記ヒータコイルの巻き方は粗に巻
き上げられていることを特徴とする請求項1に記載のセ
ラミック製グロープラグ。
2. The ceramic glow plug according to claim 1, wherein the current control heater coil is wound tightly and the heater coil is wound coarsely.
【請求項3】 前記セラミック製シースに充填された低
熱伝導部材は、Ti,Si,Al2 3 の粉末混合物を
2 中で焼結して作製したSi−Ti−Al−O−N系
セラミックスから構成されていることを特徴とする請求
項1に記載のセラミック製グロープラグ。
3. The low thermal conductive member filled in the ceramic sheath is a Si—Ti—Al—O—N-based material prepared by sintering a powder mixture of Ti, Si and Al 2 O 3 in N 2. The ceramic glow plug according to claim 1, wherein the glow plug is made of ceramics.
【請求項4】 前記セラミック製シースはSi3 4
作製されていることを特徴とする請求項1に記載のセラ
ミック製グロープラグ。
4. The ceramic glow plug according to claim 1, wherein the ceramic sheath is made of Si 3 N 4 .
【請求項5】 前記電流制御用ヒータコイル及び前記ヒ
ータコイルはタングステン線で作製され、該タングステ
ン線の外面が炭化ケイ素又は炭化タングステンで被覆さ
れていることを特徴とする請求項1に記載のセラミック
製グロープラグ。
5. The ceramic according to claim 1, wherein the current control heater coil and the heater coil are made of a tungsten wire, and the outer surface of the tungsten wire is coated with silicon carbide or tungsten carbide. Made glow plug.
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