JPH10205752A - Glow plug - Google Patents

Glow plug

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Publication number
JPH10205752A
JPH10205752A JP2093997A JP2093997A JPH10205752A JP H10205752 A JPH10205752 A JP H10205752A JP 2093997 A JP2093997 A JP 2093997A JP 2093997 A JP2093997 A JP 2093997A JP H10205752 A JPH10205752 A JP H10205752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glow plug
heating element
sheath member
terminal
sheath
Prior art date
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Pending
Application number
JP2093997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP2093997A priority Critical patent/JPH10205752A/en
Publication of JPH10205752A publication Critical patent/JPH10205752A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glow plug which can be manufactured at low cost by filling unsintered mixed powder into a protecting tube and at the time of start-up, a heating part can be heated smoothly by bypassing a PTC member having current control functions. SOLUTION: In the glow plug, a heating body 5 is put into a sleeve member 1 formed from dense ceramics, and filling members comprising solidified materials of mixed powder, which is not sintered are filled into the member 1 and an open end of the member 1 is sealed with a heat-resistant sealing member. The heating body 5 is connected to a battery 17 through a self current control member 8 provided in a plug body 15 and a bypass lead wire 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンの始動時等に使用される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 glow plug used for starting a diesel engine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のグロープラグとして、タングステ
ン、モリブデン等の高融点金属を発熱体として、窒化ケ
イ素成形体の間に挟み、ホットプレスにより窒化ケイ素
部の焼成、及び窒化ケイ素部と発熱部との一体化を同時
に行う方法で作製させるグロープラグは知られている
(特開平6−272861号公報、特公昭60−194
04号公報等参照)。例えば、特開平6−272861
号公報に開示されたセラミック発熱体は、窒化珪素質焼
結体中に無機導電材から成る発熱抵抗体を埋設したもの
であり、窒化珪素質成形体を作製し、該窒化珪素質成形
体に対してコイル状タングステン線から成る発熱抵抗体
と該発熱抵抗体に接続したリード線を構成するタングス
テン線から成る発熱抵抗体とを配置し、前記発熱抵抗体
を挟むように別の窒化珪素質成形体を重ねて、これを加
圧して焼成して窒化珪素質焼結体を作製するものであ
る。
2. Description of the Related Art As a conventional glow plug, a high-melting point metal such as tungsten or molybdenum is used as a heating element, and is sandwiched between silicon nitride molded bodies. A glow plug manufactured by a method of simultaneously integrating the components is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-272861, Japanese Patent Publication No. 60-194).
No. 04, etc.). For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
The ceramic heating element disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. H10-157, in which a heating resistor made of an inorganic conductive material is embedded in a silicon nitride-based sintered body, a silicon nitride-based molded body is manufactured, and the silicon nitride-based molded body is provided. On the other hand, a heating resistor made of a coiled tungsten wire and a heating resistor made of a tungsten wire forming a lead wire connected to the heating resistor are arranged, and another silicon nitride molding is sandwiched so as to sandwich the heating resistor. The bodies are stacked, pressed and fired to produce a silicon nitride sintered body.

【0003】自己電流制御形グロープラグとして、特開
平7−167432号公報に開示されたものがある。該
自己電流制御形グロープラグは、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ものであり、コネク
タを備えた中空状本体に固着されたセラミック製パイ
プ、パイプに充填されたセラミックス充填体、セラミッ
クス充填体に埋め込まれたコイル、及びコイルに接続さ
れたPTC部材から構成されている。PTC(positive
temperature coefficient) 部材は、所定温度以上で急
激に抵抗値が増加してコイルへの通電を遮断するもので
あり、コイルの端部とコネクタのコネクタ部とを接続し
ている。
[0003] As a self-current control type glow plug, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-167432. The self-current control type glow plug is capable of automatically interrupting energization of a coil after a predetermined time has elapsed. The glow plug includes a ceramic pipe fixed to a hollow body provided with a connector, and a ceramic filler filled in the pipe. It comprises a body, a coil embedded in a ceramic filler, and a PTC member connected to the coil. PTC (positive
The temperature coefficient) member cuts off the current to the coil due to a sudden increase in the resistance value at a predetermined temperature or higher, and connects the end of the coil to the connector of the connector.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のグロ
ープラグは、保護管内にタングステン線を配置すると共
に、保護管内に前駆体等の材料から成る充填材を充填
し、これを焼結して作製されている。しかしながら、ヒ
ータコイルを形成するタングステンやモリブデン等の高
融点金属は、酸化され易く、温度が上昇すると、結晶粒
子が大きくなり、1100℃以上の温度で再結晶し、そ
れらの品質が脆化することが知られている。即ち、従来
のようにグロープラグを作製する場合に、保護管内に充
填した材料を1400℃〜1900℃の高温で焼結して
作製するものは、保護管内に配置されたヒータコイルが
脆化し、ヒータコイルの断線の主な原因になっていた。
また、スラリーを焼結するには、高価な焼結炉が必要に
なり、製造工程も複雑になるため、グロープラグのコス
トをアップする要因になっていた。
The conventional glow plug is manufactured by placing a tungsten wire in a protective tube, filling the protective tube with a filler material such as a precursor, and sintering the filler. Have been. However, refractory metals such as tungsten and molybdenum that form the heater coil are easily oxidized, and as the temperature rises, the crystal grains become larger and recrystallize at a temperature of 1100 ° C. or more, and their quality becomes brittle. It has been known. That is, when a glow plug is manufactured as in the related art, when a material filled in a protective tube is sintered at a high temperature of 1400 ° C. to 1900 ° C., a heater coil disposed in the protective tube becomes brittle, This was the main cause of disconnection of the heater coil.
Further, sintering the slurry requires an expensive sintering furnace and complicates the manufacturing process, which has been a factor in increasing the cost of the glow plug.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、鞘部材内に通電により発
熱するNi,Co,Mo,Cr等の耐熱金属から成る発
熱体を配置すると共に、鞘部材内に混合粉末の泥漿を乾
燥固化させた絶縁性固化材料から成る第1充填部材を充
填して鞘部材内を高密度化し、これを焼結することな
く、鞘部材の端部を封止して作製し、それによって、低
コストで作製でき、また、発熱体の加熱状態を自己電流
制御部材によって制御すると共に、自己電流制御部材を
バイパスして発熱体をバッテリに接続し、グロープラグ
自体が高温であっても始動時には自己電流制御部材に電
流を流すことなく発熱部を加熱できるグロープラグを提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and arrange a heating element made of a heat-resistant metal such as Ni, Co, Mo, or Cr which generates heat by energization in a sheath member. At the same time, the sheath member is filled with a first filling member made of an insulating solidified material obtained by drying and solidifying the slurry of the mixed powder to increase the density of the inside of the sheath member. The heating element is controlled by the self-current control member, and the heating element is connected to the battery by bypassing the self-current control member. Another object of the present invention is to provide a glow plug that can heat a heat generating portion without flowing a current to a self-current control member at the time of startup even if the glow plug itself is at a high temperature.

【0006】この発明は、緻密な耐熱、耐酸化性セラミ
ックスから構成された鞘部材、安価なNi,Co,M
o,Cr等の合金の耐熱性材料から成る前記鞘部材内に
配置された発熱体、前記鞘部材内に充填されたセラミッ
クス、ケイ素、チタン、カーボン及びグラファイトから
選択される絶縁性材料から成る混合粉末の未焼結材から
成る絶縁性第1充填部材、前記鞘部材から前記発熱体に
接続されたリード線を延び出させた状態で前記鞘部材の
開口端部を密封する耐熱性封止部材、前記鞘部材の端部
に取り付けられたプラグ本体、及び前記プラグ本体内に
充填された絶縁性第2充填部材内に配置され且つ前記第
1リード線と前記プラグ本体に設けた第1端子とを直列
に接続した正温度抵抗係数を持つ材料から成る自己電流
制御部材、から成るグロープラグに関するものである。
[0006] The present invention provides a sheath member made of dense heat-resistant and oxidation-resistant ceramic, inexpensive Ni, Co, M.
a heating element arranged in the sheath member made of a heat-resistant material of an alloy such as o, Cr, etc .; and a mixture made of an insulating material selected from ceramics, silicon, titanium, carbon and graphite filled in the sheath member. An insulating first filling member made of a powdery unsintered material, a heat-resistant sealing member for sealing an open end of the sheath member with a lead wire connected to the heating element extending from the sheath member; A plug body attached to an end of the sheath member; and a first terminal disposed in the insulating second filling member filled in the plug body and provided on the first lead wire and the plug body. And a self-current control member made of a material having a positive temperature coefficient of resistance connected in series.

【0007】また、前記第1充填部材は、窒化ケイ素、
シリカ、アルミナ等のセラミックス、チタン、外周を絶
縁材で被覆されたカーボンやグラファイトから成る前記
混合粉末の泥漿を固化させた絶縁性の固化材料から構成
されている。即ち、前記第1充填部材の前記混合粉末
は、前記発熱体による発熱によって高温になるが、前記
混合粉末中にTiを含有することによって充填されたN
2 と反応してTiNとSi3 4 の固化材が生成され、
前記鞘部材内部の密度が高くなって温度の高い前記第1
充填部材が前記鞘部材の壁面に密着する。また、前記混
合粉末がそのまま前記鞘部材の内部に固化することなく
存在しても、無酸素状態であるので、発熱体が酸化した
り腐食することがなく、前記混合粉末が高密度状態に分
布しているので、熱伝導的にも問題なく、良好な熱伝導
状態に構成できる。
[0007] The first filling member may include silicon nitride,
It is made of ceramics such as silica and alumina, titanium, and an insulating solidified material obtained by solidifying the slurry of the mixed powder made of carbon or graphite whose outer periphery is coated with an insulating material. That is, the mixed powder of the first filling member becomes high in temperature due to the heat generated by the heating element.
Reacts with 2 to form a solidified material of TiN and Si 3 N 4 ,
The first member having a high temperature due to a high density inside the sheath member.
The filling member comes into close contact with the wall surface of the sheath member. Further, even if the mixed powder is present without solidification inside the sheath member, the mixed powder is distributed in a high-density state because the heating element does not oxidize or corrode because it is in an oxygen-free state. As a result, there is no problem in terms of heat conduction, and a favorable heat conduction state can be achieved.

【0008】また、前記自己電流制御部材は、所定温度
以上で抵抗値が急激に大きくなるチタン酸バリウム系焼
結体又はチタン酸ナマリ系焼結体から構成されている。
The self-current control member is made of a barium titanate-based sintered body or a titanate-based sintered body whose resistance value rapidly increases at a predetermined temperature or higher.

【0009】また、前記封止部材は、前記第1充填部材
に隣接したガラス材から成る第1封止部材及び該第1封
止部材に隣接した前記鞘部材の端部に位置する液体シー
ル材から成る第2封止部材から構成されている。
Further, the sealing member is a first sealing member made of a glass material adjacent to the first filling member, and a liquid sealing material located at an end of the sheath member adjacent to the first sealing member. And a second sealing member.

【0010】また、前記鞘部材は、窒化ケイ素、炭化ケ
イ素、サイアロン及びそれらの複合物から選択されるセ
ラミックスで形成されている。また、前記鞘部材内には
2ガスが封入されている。
[0010] The sheath member is formed of ceramics selected from silicon nitride, silicon carbide, sialon, and a composite thereof. N 2 gas is sealed in the sheath member.

【0011】更に、前記発熱体は、Ni,Cr,Mo及
びそれらの合金から選定される材料から構成されてい
る。また、前記発熱体は、第2リード線を通じて前記プ
ラグ本体に接続されている。
Further, the heating element is made of a material selected from Ni, Cr, Mo and alloys thereof. The heating element is connected to the plug body through a second lead wire.

【0012】又は、この発明は、緻密なセラミックスか
ら成る鞘部材内に配置された発熱体の一端に接続する第
1リード線は正温度抵抗係数を持つ材料から成る自己電
流制御部材と直列に且つバイパスリード線は直接に電源
に接続され、また、前記発熱体の他端に接続する第2リ
ード線はアース接地されていることから成るグロープラ
グに関するものである。
Alternatively, according to the present invention, a first lead wire connected to one end of a heating element arranged in a sheath member made of dense ceramics is connected in series with a self-current control member made of a material having a positive temperature resistance coefficient. The bypass lead wire is directly connected to a power source, and the second lead wire connected to the other end of the heating element is related to a glow plug which is grounded.

【0013】更に、この発明は、緻密なセラミックスか
ら成る鞘部材、前記鞘部材内に配置された発熱体、前記
鞘部材内に充填された絶縁性の第1充填部材、前記発熱
体に接続されたリード線を前記鞘部材から延び出させた
状態で前記鞘部材の開口端部を密封する耐熱性封止部
材、前記鞘部材の端部に取り付けられたプラグ本体、前
記プラグ本体内に充填された絶縁性の第2充填部材内に
配置され且つ前記第1リード線を前記プラグ本体に設け
た第1端子に直列に接続した正温度抵抗係数を持つ材料
から成る自己電流制御部材、及び前記第1リード線を前
記自己電流制御部材をバイパスして前記プラグ本体に設
けた第2端子に直列に接続したバイパスリード線、から
成るグロープラグに関するものである。
Further, the present invention provides a sheath member made of dense ceramics, a heating element disposed in the sheath member, an insulating first filling member filled in the sheath member, and a heating element connected to the heating element. A heat-resistant sealing member for sealing the open end of the sheath member with the lead wire extended from the sheath member, a plug body attached to an end of the sheath member, and filled in the plug body. A self-current control member made of a material having a positive temperature resistance coefficient, wherein the self-current control member is disposed in an insulating second filling member and the first lead wire is connected in series to a first terminal provided on the plug body; The present invention relates to a glow plug comprising a bypass lead wire in which one lead wire is connected in series to a second terminal provided in the plug body, bypassing the self-current control member.

【0014】また、前記バイパスリード線の内部抵抗
は、前記自己電流制御部材の内部抵抗より大きく設定さ
れている。
Further, the internal resistance of the bypass lead wire is set to be larger than the internal resistance of the self-current control member.

【0015】また、前記第1端子と前記第2端子はスタ
ートスイッチに接続され、前記スタートスイッチは前記
第1端子をバッテリに接続すると共に前記第2端子を前
記バッテリに選択的に接続するように構成されている。
Further, the first terminal and the second terminal are connected to a start switch, and the start switch connects the first terminal to a battery and selectively connects the second terminal to the battery. It is configured.

【0016】また、前記スタートスイッチは始動時にオ
ンされるキースイッチのオン端子に接続され、エンジン
の始動時には前記第2端子及び前記バイパスリード線を
通じて前記発熱体に電流が供給されるように構成されて
いる。
The start switch is connected to an on terminal of a key switch that is turned on at the time of starting, and is configured to supply current to the heating element through the second terminal and the bypass lead when the engine is started. ing.

【0017】この発明によるグロープラグは、上記のよ
うに、発熱体に自己電流制御部材のPCT部材を通じて
接続される第1端子と発熱体にバイパスリード線を通じ
て接続された第2端子とがプラグ本体に設けられ、前記
第1端子がスタートスイッチのオン位置と接続され、前
記第2端子がスタートスイッチのスタート位置に接続さ
れ、スタートスイッチはバッテリに接続されている。従
って、エンジンの始動時には、発熱体はバッテリに自己
電流制御部材をバイパスしたバイパスリード線を通じて
直接接続され、グロープラグの発熱部を加熱するように
構成したので、エンジンの再始動時等のグロープラグが
高温度状態であっても、バッテリからの電流が自己電流
制御部材をバイパスして発熱体に供給され、スムースな
エンジン始動を行うことができる。また、エンジンの始
動後には、発熱体は自己電流制御部材を通じてバッテリ
に接続されることになり、エンジン温度が高い時には自
己電流制御部材の抵抗が高くなって発熱体に供給される
電流が小さくなり、電流制御されることになる。
In the glow plug according to the present invention, as described above, the first terminal connected to the heating element through the PCT member of the self-current control member and the second terminal connected to the heating element through the bypass lead are connected to the plug body. The first terminal is connected to an ON position of a start switch, the second terminal is connected to a start position of a start switch, and the start switch is connected to a battery. Therefore, when the engine is started, the heating element is directly connected to the battery through the bypass lead wire bypassing the self-current control member, and is configured to heat the heating section of the glow plug. Even when the battery is in a high temperature state, the current from the battery is supplied to the heating element bypassing the self-current control member, and the engine can be started smoothly. After the engine is started, the heating element is connected to the battery through the self-current control member. When the engine temperature is high, the resistance of the self-current control member increases and the current supplied to the heating element decreases. , And the current is controlled.

【0018】このグロープラグは、上記のように、発熱
体をNi,Cr,Mo,Co等の比較的安価な金属から
作製し、該発熱体を保護管となる鞘部材内に配置し、鞘
部材内に、例えば、セラミックス、Ti、絶縁性カーボ
ン、Siの粉末を入れ、N2ガスを封入したものであ
る。従って、発熱体による加熱によって温度上昇する
と、Si,TiがN2 と反応し、Si3 4 にTiNに
転化し、TiNと体積膨張によって鞘部材と充填部材と
の間に隙間が発生せず、熱伝導が良好になる。或いは、
充填部材として、鞘部材内に絶縁性グラファイト、Si
3 4 等の粉末を充填するものであり、鞘部材に充填し
た後に充填材を高温での焼結を行わないので、材料が安
価であり、高価な焼結炉等を必要としない。即ち、前記
鞘部材内に充填する充填部材の材料は、特定されるもの
でなく、耐熱性を有する粉末、粒状等の材料であれば十
分である。この製造方法は、泥漿材を鞘内に注入した
後、乾燥させ、N2 ガス中で発熱コイルを加熱させて、
固化させた後、封止部材で気密性を得るように密封して
もよいものである。
In this glow plug, as described above, the heating element is made of a relatively inexpensive metal such as Ni, Cr, Mo, or Co, and the heating element is disposed in a sheath member serving as a protective tube. For example, ceramic, Ti, insulating carbon, and Si powder are put in a member, and N 2 gas is sealed. Therefore, when the temperature rises due to heating by the heating element, Si and Ti react with N 2 and are converted into Ti 3 to Si 3 N 4 , and no gap is generated between the sheath member and the filling member due to TiN and volume expansion. , Heat conduction becomes good. Or,
As a filling member, insulating graphite, Si
3 is intended to fill the powder of N 4, etc., is not performed sintering at a high temperature filler after filling the sheath, the material is inexpensive and does not require expensive sintering furnace. That is, the material of the filling member to be filled in the sheath member is not specified, and any material having heat resistance, such as powder or granules, is sufficient. In this production method, after the slurry material is injected into the sheath, the sheath is dried, and the heating coil is heated in N 2 gas.
After being solidified, it may be sealed with a sealing member so as to obtain airtightness.

【0019】[0019]

【発明の実施の態様】以下、図面を参照して、この発明
によるグロープラグの実施例を説明する。図1はこの発
明によるグロープラグの一実施例を示す説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a glow plug according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a glow plug according to the present invention.

【0020】このグロープラグは、ディーゼルエンジン
の始動補助具としてのグロープラグに適用して好ましい
ものであり、通電により加熱される発熱部20を備えて
いる。グロープラグは、主として、セラミックスから中
空状に形成された発熱部20を構成する保護管としての
鞘部材1、鞘部材1の端部に取り付けられたプラグ本体
15、鞘部材1内に配置された発熱コイルから成る発熱
体5、鞘部材1内に充填された混合粉末から成る絶縁性
の第1充填部材4、発熱体5に接続されたリード線6,
7を鞘部材1から延び出させた状態で鞘部材1の開口端
部を密封する耐熱性封止部材2,3、鞘部材1の端部を
固定したプラグ本体15、及びプラグ本体15内に充填
された絶縁性の第2充填部材9内に配置され且つリード
線6とプラグ本体15に設けた端子12とを直列に接続
した正温度抵抗係数を持つ材料から成る自己電流制御部
材8から構成されている。プラグ本体15には、グロー
プラグをエンジン本体等に固定するため、ねじ部28及
びナット部29が設けられている。端子12,13は、
ナット部29から外方へ延び出している。
This glow plug is preferably applied to a glow plug as a starting aid for a diesel engine, and has a heat generating portion 20 heated by energization. The glow plug is mainly disposed inside the sheath member 1, a plug body 15 attached to an end of the sheath member 1 as a protective tube constituting the heat generating portion 20 formed in a hollow shape from ceramics. A heating element 5 composed of a heating coil, an insulating first filling member 4 composed of a mixed powder filled in the sheath member 1, a lead wire 6 connected to the heating element 5,
The heat-resistant sealing members 2 and 3 for sealing the open ends of the sheath member 1 with the 7 extended from the sheath member 1, the plug body 15 to which the end of the sheath member 1 is fixed, and the inside of the plug body 15. A self-current control member 8 made of a material having a positive temperature coefficient of resistance arranged in the filled insulating second filling member 9 and connected in series with the lead wire 6 and the terminal 12 provided on the plug body 15. Have been. The plug main body 15 is provided with a screw portion 28 and a nut portion 29 for fixing the glow plug to the engine main body or the like. Terminals 12 and 13 are
It extends outward from the nut portion 29.

【0021】鞘部材1は、発熱部20を構成するもので
あり、耐熱性に優れ且つ耐腐食性に優れた窒化ケイ素
(Si3 4 )、炭化ケイ素(SiC)、サイアロン
(Si−Al−O−N)及びそれらの複合物から選択さ
れる緻密なセラミックスによって構成され、その形状は
一端が閉鎖され、他端が開口端部に形成されている。
The sheath member 1 constitutes the heat generating portion 20 and has excellent heat resistance and corrosion resistance, such as silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), and sialon (Si—Al—). ON-N) and a composite thereof, and is formed of a dense ceramic having a closed end at one end and an open end at the other end.

【0022】発熱体5は、耐熱性に優れると共に耐酸化
性に優れているNi,Cr,Mo,Co及びそれらの合
金、例えば、インコネル等から選定される材料から構成
され、コイル状の金属線に形成されている。Ni,C
r,Mo,Coから成る合金は、耐熱性が1300℃程
度であるが、酸化には比較的に強い特性を有しているの
で、発熱体5を作製するのに適している。また、Ni,
Cr,Mo,Coは、加熱時に熱膨張によって収縮する
特性を有するが、それらの合金、例えば、インコネルの
熱膨張係数(5×10- 6 /℃)は窒化ケイ素と熱膨張
係数(3.1×10- 6 /℃)とほぼ同様であるので、
鞘部材1を窒化ケイ素で作製し、発熱体5をインコネル
等の材料で作製すると、鞘部材1と発熱体5とはマッチ
ングが良好になる。発熱体5をタングステンやその合金
の材料で作製した場合には、該材料は熱には極めて強い
が、酸化に弱いことを考慮して酸素に晒されないような
構造、例えば、N2 ガスを封入する等の構造に構成する
必要である。
The heating element 5 is made of a material selected from Ni, Cr, Mo, Co and alloys thereof, for example, Inconel or the like, which has excellent heat resistance and excellent oxidation resistance, and has a coil-shaped metal wire. Is formed. Ni, C
An alloy made of r, Mo, and Co has a heat resistance of about 1300 ° C., but has a relatively strong property for oxidation, and is therefore suitable for producing the heating element 5. Also, Ni,
Cr, Mo, Co, which has a property of contracting due to thermal expansion upon heating, their alloys, for example, the thermal expansion coefficient of Inconel (5 × 10 - 6 / ℃ ) silicon nitride and thermal expansion coefficient (3.1 × 10 −6 / ° C)
If the sheath member 1 is made of silicon nitride and the heating element 5 is made of a material such as Inconel, the matching between the sheath member 1 and the heating element 5 becomes good. When the heating element 5 was manufactured with a material of tungsten or its alloys, the material is very strong in the heat, like structure is not exposed to oxygen in view of the weak to oxidation, for example, encapsulating the N 2 gas It is necessary to configure it to have such a structure.

【0023】また、第1充填部材4は、窒化ケイ素、ア
ルミナ、炭化ケイ素等のセラミックス、添加剤のシリカ
(SiO2 )、Y2 3 、絶縁被覆されたカーボンやグ
ラファイトから選択される材料から成る混合粉末の未焼
結材から構成されている。更に、鞘部材1内に充填され
た第1充填部材4中には、発熱体5の酸化や腐食を防止
するため、N2 ガスが封入されている。この実施例で
は、第1充填部材4は、上記混合粉末を水又は溶剤を加
えて泥漿を作り、その泥漿を発熱体5が配置された鞘部
材1内に流し込み、泥漿を乾燥させて固化させた絶縁性
の固化材料から構成されている。固化材料は、鞘部材1
の内壁面に固着して鞘部材1内で密度が高くなるが、特
に、Tiを含有している混合粉末であれば、その現象は
顕著になる。そこで、固化材料が鞘部材1に密着した状
態で、N2 ガスを封入して鞘部材1の端部を封止部材
2,3で密封する。
The first filling member 4 is made of a material selected from ceramics such as silicon nitride, alumina and silicon carbide, silica (SiO 2 ), Y 2 O 3 as an additive, and carbon or graphite coated with insulation. Of the mixed powder. Further, N 2 gas is sealed in the first filling member 4 filled in the sheath member 1 in order to prevent oxidation and corrosion of the heating element 5. In this embodiment, the first filling member 4 forms a slurry by adding water or a solvent to the mixed powder, pours the slurry into the sheath member 1 on which the heating element 5 is disposed, and causes the slurry to dry and solidify. It is made of an insulating solidified material. The solidified material is the sheath member 1
The density is increased in the sheath member 1 by being fixed to the inner wall surface, but the phenomenon becomes remarkable especially in the case of a mixed powder containing Ti. Then, in a state where the solidified material is in close contact with the sheath member 1, N 2 gas is sealed and the ends of the sheath member 1 are sealed with the sealing members 2 and 3.

【0024】封止部材2,3は、第1充填部材4に隣接
したガラス材から成る第1封止部材2と、第1封止部材
2に隣接した鞘部材1の端部に位置する液体シール材か
ら成る第2封止部材3から構成されている。第1封止部
材2は、SiO2 ,Al2 3 ,オキシナイトライド材
から構成された耐熱性のガラス材から成り、第1充填部
材4が充填された鞘部材1の内部の気密性を保ってい
る。更に、第1封止部材2とリード線6,7との間、及
び第1封止部材2と鞘部材1の内壁面との間の気密を保
つために、液剤から成る液体シール材の第2封止部材3
が鞘部材1の端部に充填されている。
The sealing members 2 and 3 are composed of a first sealing member 2 made of a glass material adjacent to the first filling member 4 and a liquid positioned at an end of the sheath member 1 adjacent to the first sealing member 2. It comprises a second sealing member 3 made of a sealing material. The first sealing member 2 is made of a heat-resistant glass material composed of SiO 2 , Al 2 O 3 , and oxynitride material, and is used to improve the airtightness inside the sheath member 1 filled with the first filling member 4. I keep it. Further, in order to maintain the airtightness between the first sealing member 2 and the lead wires 6 and 7 and between the first sealing member 2 and the inner wall surface of the sheath member 1, a liquid sealing material made of a liquid material is used. 2 sealing member 3
Is filled in the end of the sheath member 1.

【0025】また、発熱体5に接続された第1リード線
6は、鞘部材1の端部に充填された第2封止部材3から
伸び出し、接続部材14に接続されている。接続部材1
4には、自己電流制御部材8が接続されると共に、バイ
パスリード線10が接続されている。更に、自己電流制
御部材8は、リード線11を通じてプラグ本体15に設
けられた第1端子12に接続されている。バイパスリー
ド線10は、自己電流制御部材8をバイパスするライン
であり、プラグ本体15に設けられた第2端子13に接
続されている。また、発熱体5に接続された第2リード
線7は、金属製のプラグ本体15に接続され、アースさ
れている。
The first lead wire 6 connected to the heating element 5 extends from the second sealing member 3 filled at the end of the sheath member 1 and is connected to the connecting member 14. Connection member 1
4 is connected to a self-current control member 8 and to a bypass lead wire 10. Further, the self-current control member 8 is connected to a first terminal 12 provided on the plug body 15 through a lead wire 11. The bypass lead wire 10 is a line that bypasses the self-current control member 8 and is connected to a second terminal 13 provided on the plug body 15. The second lead wire 7 connected to the heating element 5 is connected to a metal plug body 15 and is grounded.

【0026】また、プラグ本体15内に配置された自己
電流制御部材8は、所定温度以上で抵抗値が急激に大き
くなって電流を小さく制御する機能を有する正温度係数
部材(PTC部材)から成り、その材料として、例え
ば、チタン酸バリウム系焼結体又はチタン酸ナマリ系焼
結体を積層した合板材から構成されている。更に、プラ
グ本体15内には、自己電流制御部材8を埋めるように
第2充填部材9が充填されている。第2充填部材9は、
非導電性のアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、それら
の複合セラミック繊維等から成る絶縁材から構成されて
いる。
The self-current control member 8 disposed in the plug main body 15 is composed of a positive temperature coefficient member (PTC member) having a function of controlling the current to decrease when the resistance value suddenly increases above a predetermined temperature. The material is, for example, a plywood material obtained by laminating a barium titanate-based sintered body or a titanate-based sintered body. Further, the plug body 15 is filled with a second filling member 9 so as to fill the self-current control member 8. The second filling member 9
It is composed of an insulating material made of non-conductive alumina, silicon carbide, silicon nitride, and composite ceramic fibers thereof.

【0027】このグロープラグにおいて、第1端子12
と第2端子13は、スタートスイッチ27に接続されて
いる。スタートスイッチ27は、第1端子12をバッテ
リ17に接続すると共に、第2端子13をバッテリ17
に選択的にオン状態又はオフ状態に接続するように構成
されている。スタートスイッチ27には、バッテリ17
にライン24で接続されたバッテリ端子21、第1端子
12にライン22で接続されたオン端子18、及び第2
端子13にライン23で接続されたスタート端子19が
設けられている。スタートスイッチ27には、キースイ
ッチ16が設けられ、キースイッチ16の接触子26
は、バッテリ端子21とオン端子18に常時接続し、ス
タート端子19に始動時のみに接続するように構成され
ている。また、バッテリ17は、ライン25によってグ
ロープラグのプラグ本体15に接続され、アースされて
いる。スタートスイッチ27は、始動時にオンされるキ
ースイッチ16のオン端子18に接続され、エンジンの
始動時には第2端子13及びバイパスリード線10を通
じて発熱体5に電流が供給されるように構成されてい
る。
In this glow plug, the first terminal 12
And the second terminal 13 are connected to a start switch 27. The start switch 27 connects the first terminal 12 to the battery 17 and connects the second terminal 13 to the battery 17.
To be selectively turned on or off. The start switch 27 has a battery 17
A battery terminal 21 connected to the first terminal 12 by a line 22; an ON terminal 18 connected to the first terminal 12 by a line 22;
A start terminal 19 connected to the terminal 13 by a line 23 is provided. The start switch 27 is provided with the key switch 16.
Is connected to the battery terminal 21 and the ON terminal 18 at all times, and is connected to the start terminal 19 only at the time of starting. The battery 17 is connected to the plug body 15 of the glow plug by a line 25 and is grounded. The start switch 27 is connected to the on terminal 18 of the key switch 16 that is turned on at the time of starting, and is configured to supply current to the heating element 5 through the second terminal 13 and the bypass lead wire 10 at the time of starting the engine. .

【0028】この発明によるグロープラグは、上記の構
成において、通電によって加熱される発熱部20の構造
に特徴を有している。このグロープラグを構成する発熱
部20は、鞘部材1内に充填即ち挿入した充填部材4を
焼結することなく、未焼結混合粉末のままで鞘部材1の
端部を密封して作製したものであり、発熱体5やリード
線6,7の劣化を防止すると共に、焼結工程を必要とせ
ず、低コストに製造されている。
The glow plug according to the present invention has a feature in the structure of the heat generating portion 20 heated by energization in the above configuration. The heat generating portion 20 constituting the glow plug is manufactured by sealing the end of the sheath member 1 with the unsintered mixed powder without sintering the filling member 4 filled or inserted into the sheath member 1. This prevents the heating element 5 and the lead wires 6 and 7 from deteriorating, does not require a sintering step, and is manufactured at low cost.

【0029】更に、このグロープラグは、PTC部材の
自己電流制御部材8が組み込まれ、エンジン始動時に
は、自己電流制御部材8をバイパスしてバイパスリード
線10を通じて発熱体5に電流が供給されるので、自己
電流制御部材8の領域の温度に影響されず、確実に始動
時の補助ができ、スムースな始動を確保できる。また、
スタートスイッチ27がオンの時、スタート端子19側
の抵抗を自己電流制御部材8の内部抵抗より大きく設定
されているので、自己電流制御部材8側が低温であれ
ば、バッテリ17からの主電流が自己電流制御部材8を
流れ、自己電流制御部材8が内部抵抗によって発熱する
熱エネルギと、発熱部材20の発熱による熱エネルギと
によって、自己電流制御部材8はその作動温度に達する
ことができ、その後はスムースな電流制御機能を発揮で
きるようになる。
Further, this glow plug incorporates a self-current control member 8 of a PTC member, and when the engine is started, current is supplied to the heating element 5 through the bypass lead wire 10 bypassing the self-current control member 8. In addition, the starting at the time of starting can be reliably performed without being affected by the temperature of the area of the self-current control member 8, and a smooth starting can be ensured. Also,
When the start switch 27 is turned on, the resistance of the start terminal 19 is set to be larger than the internal resistance of the self-current control member 8. The self-current control member 8 can reach its operating temperature by the heat energy generated by the self-current control member 8 flowing through the current control member 8 and generated by the internal resistance and the heat energy generated by the heat generated by the heat generation member 20. The smooth current control function can be exhibited.

【0030】[0030]

【発明の効果】この発明によるグロープラグは、上記の
ように、鞘部材内に充填される充填部材が1700℃と
いう高温で焼結されておらず、充填部材が未焼結混合粉
末から構成されているので、発熱体が高温に晒されずに
劣化することがなく、充填圧力をかけることができない
セラミックスで作製した鞘部材を用いても、混合粉末が
600℃以上程度の加熱によってかさ密度をアップさせ
ることができ、繰り返しの熱応力を受けても発熱体が断
線することなく、寿命を大幅に延ばすことができ、焼結
工程を必要としないので低コストに製造できる。
As described above, in the glow plug according to the present invention, the filling member filled in the sheath member is not sintered at a high temperature of 1700 ° C., and the filling member is made of unsintered mixed powder. Since the heating element is not exposed to high temperature and does not deteriorate without being exposed to a high temperature, even if a sheath member made of ceramics to which a filling pressure cannot be applied is used, the bulk density can be reduced by heating the mixed powder to about 600 ° C. or more. The life can be greatly extended without disconnection of the heating element even when subjected to repeated thermal stress, and the sintering step is not required, so that the production can be performed at low cost.

【0031】また、このグロープラグは、エンジン始動
時には、自己電流制御部材をバイパスするバイパスリー
ド線を通じて発熱体に電流を確実に供給できる。例え
ば、エンジンを停止させた直後で、グロープラグが高温
であったとしても、バッテリからの電流を自己電流制御
部材をバイパスして発熱体へ供給できるので、自己電流
制御部材による電流抑制の作用が働かなく、エンジン始
動時には発熱体は確実に加熱され、スムースな始動を達
成できる。
Further, the glow plug can reliably supply current to the heating element through the bypass lead wire bypassing the self-current control member when the engine is started. For example, immediately after the engine is stopped, even if the glow plug is at a high temperature, the current from the battery can be supplied to the heating element by bypassing the self-current control member. When the engine is started, the heating element is reliably heated, and smooth start can be achieved.

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

【図1】この発明による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 one embodiment of a glow plug according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鞘部材 2 第1封止部材 3 第2封止部材 4 第1充填部材 5 発熱体 6 第1リード線 7 第2リード線 8 自己電流制御部材 9 第2充填部材 10 バイパスリード線 11 リード線 12 第1端子 13 第2端子 14 接続部材 15 プラグ本体 16 キースイッチ 17 バッテリ 18 オン端子 19 スタート端子 20 発熱部 21 バッテリ端子 27 スタートスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sheath member 2 1st sealing member 3 2nd sealing member 4 1st filling member 5 Heating element 6 1st lead wire 7 2nd lead wire 8 Self-current control member 9 2nd filling member 10 Bypass lead wire 11 Lead wire DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 1st terminal 13 2nd terminal 14 Connecting member 15 Plug body 16 Key switch 17 Battery 18 ON terminal 19 Start terminal 20 Heating part 21 Battery terminal 27 Start switch

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 緻密なセラミックスから成る鞘部材、耐
熱性材料から成る前記鞘部材内に配置された発熱体、前
記鞘部材内に充填されたセラミックス、ケイ素、チタ
ン、カーボン、グラファイトから選択される絶縁性材料
から成る混合粉末の未焼結材から成る絶縁性の第1充填
部材、前記発熱体に接続されたリード線を前記鞘部材か
ら延び出させた状態で前記鞘部材の開口端部を密封する
耐熱性封止部材、前記鞘部材の端部に取り付けられたプ
ラグ本体、及び前記プラグ本体内に充填された絶縁性の
第2充填部材内に配置され且つ前記第1リード線と前記
プラグ本体に設けた第1端子とを直列に接続した正温度
抵抗係数を持つ材料から成る自己電流制御部材、から成
るグロープラグ。
1. A sheath member made of a dense ceramic, a heating element disposed in the sheath member made of a heat-resistant material, and ceramics, silicon, titanium, carbon, and graphite filled in the sheath member. An insulating first filling member made of a non-sintered material of a mixed powder made of an insulating material, and an opening end of the sheath member with the lead wire connected to the heating element extending from the sheath member. A heat-resistant sealing member for sealing, a plug body attached to an end of the sheath member, and the first lead wire and the plug disposed in an insulating second filling member filled in the plug body. A glow plug comprising a self-current control member made of a material having a positive temperature resistance coefficient and connected in series with a first terminal provided on the main body.
【請求項2】 前記第1充填部材は、前記混合粉末の泥
漿を固化させた絶縁性の固化材料から構成されている請
求項1に記載のグロープラグ。
2. The glow plug according to claim 1, wherein the first filling member is made of an insulating solidified material obtained by solidifying a slurry of the mixed powder.
【請求項3】 前記自己電流制御部材は、所定温度以上
で抵抗値が急激に大きくなるチタン酸バリウム系焼結体
又はチタン酸ナマリ系焼結体から構成されている請求項
1又は2に記載のグロープラグ。
3. The self-current control member is made of a barium titanate-based sintered body or a titanate-based sintered body whose resistance value rapidly increases at a predetermined temperature or higher. Glow plug.
【請求項4】 前記鞘部材は、窒化ケイ素、炭化ケイ
素、サイアロン及びそれらの複合物から選択されるセラ
ミックスで形成されている請求項1〜3のいずれか1項
に記載のグロープラグ。
4. The glow plug according to claim 1, wherein the sheath member is formed of ceramics selected from silicon nitride, silicon carbide, sialon, and a composite thereof.
【請求項5】 前記発熱体は、Ni,Cr,Mo,Co
及びそれらの合金から選定される材料からコイル状発熱
部が構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載
のグロープラグ。
5. The heating element is made of Ni, Cr, Mo, Co.
The glow plug according to any one of claims 1 to 4, wherein the coil-shaped heat generating portion is formed from a material selected from the group consisting of alloys thereof.
【請求項6】 前記封止部材は、前記第1充填部材に隣
接したガラス材から成る第1封止部材及び該第1封止部
材に隣接した前記鞘部材の端部に位置する液体シール材
から成る第2封止部材から構成されている請求項1〜5
のいずれか1項に記載のグロープラグ。
6. The sealing member is a first sealing member made of a glass material adjacent to the first filling member, and a liquid sealing material located at an end of the sheath member adjacent to the first sealing member. 6. A second sealing member comprising:
The glow plug according to any one of the above.
【請求項7】 前記鞘部材内にはN2 ガスが封入されて
いる請求項1〜6のいずれか1項に記載のグロープラ
グ。
7. The glow plug according to claim 1, wherein an N 2 gas is sealed in the sheath member.
【請求項8】 前記発熱体は、第2リード線を通じて前
記プラグ本体に接続されている請求項1〜7のいずれか
1項に記載のグロープラグ。
8. The glow plug according to claim 1, wherein the heating element is connected to the plug body through a second lead wire.
【請求項9】 緻密なセラミックスから成る鞘部材内に
配置された発熱体の一端に接続する第1リード線は正温
度抵抗係数を持つ材料から成る自己電流制御部材と直列
に且つバイパスリード線は直接に電源に接続され、ま
た、前記発熱体の他端に接続する第2リード線はアース
接地されていることから成るグロープラグ。
9. A first lead wire connected to one end of a heating element disposed in a sheath member made of a dense ceramic is connected in series with a self-current control member made of a material having a positive temperature resistance coefficient, and A glow plug, wherein a second lead wire directly connected to a power source and connected to the other end of the heating element is grounded.
【請求項10】 緻密なセラミックスから成る鞘部材、
前記鞘部材内に配置された発熱体、前記鞘部材内に充填
された絶縁性の第1充填部材、前記発熱体に接続された
リード線を前記鞘部材から延び出させた状態で前記鞘部
材の開口端部を密封する耐熱性封止部材、前記鞘部材の
端部に取り付けられたプラグ本体、前記プラグ本体内に
充填された絶縁性の第2充填部材内に配置され且つ前記
第1リード線を前記プラグ本体に設けた第1端子に直列
に接続した正温度抵抗係数を持つ材料から成る自己電流
制御部材、及び前記第1リード線を前記自己電流制御部
材をバイパスして前記プラグ本体に設けた第2端子に直
列に接続したバイパスリード線、から成るグロープラ
グ。
10. A sheath member made of a dense ceramic,
A heating element disposed in the sheath member, an insulating first filling member filled in the sheath member, and a lead wire connected to the heating element extending from the sheath member; A heat-resistant sealing member for sealing an open end of the plug, a plug body attached to an end of the sheath member, an insulating second filling member filled in the plug body, and the first lead. A self-current control member made of a material having a positive temperature resistance coefficient, wherein a wire is connected in series to a first terminal provided on the plug body, and the first lead wire is connected to the plug body by bypassing the self-current control member. A glow plug comprising a bypass lead wire connected in series to the second terminal provided.
【請求項11】 前記バイパスリード線の内部抵抗は、
前記自己電流制御部材の内部抵抗より大きく設定されて
いる請求項9又は10に記載のグロープラグ。
11. The internal resistance of the bypass lead is:
The glow plug according to claim 9, wherein the glow plug is set to be larger than an internal resistance of the self-current control member.
【請求項12】 前記第1端子と前記第2端子はスター
トスイッチに接続され、前記スタートスイッチは前記第
1端子をバッテリに接続すると共に前記第2端子を前記
バッテリに選択的に接続するように構成されている請求
項10又は11に記載のグロープラグ。
12. The first terminal and the second terminal are connected to a start switch. The start switch connects the first terminal to a battery and selectively connects the second terminal to the battery. The glow plug according to claim 10, wherein the glow plug is configured.
【請求項13】 前記スタートスイッチは始動時にオン
されるキースイッチのオン端子に接続され、エンジンの
始動時には前記第2端子及び前記バイパスリード線を通
じて前記発熱体に電流が供給されるように構成されてい
る請求項12に記載のグロープラグ。
13. The start switch is connected to an on terminal of a key switch that is turned on at the time of starting, and is configured such that current is supplied to the heating element through the second terminal and the bypass lead when the engine is started. The glow plug according to claim 12, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101524253B1 (en) * 2014-08-19 2015-05-29 대진글로우텍 주식회사 A glow plug assembly with a double terminal

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