JPS58150715A - デイ−ゼルエンジンの予熱栓 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼルエンジンの予熱栓即ちグローブラグ
に関するものである。

−　　１　　− 従来、ディーゼルエンジン等の圧縮着火機関においては
、燃料を高圧にてシリンダ内Ｉｍｌ１ｍ！室に一書状に
供給して、高圧、＾瀧の空気に接触さ甘て自然発火させ
ている。しかるに外気ＩＩ１！ｌの低い場合には、圧縮
しても空気の一度が十分に上らず着火困難となり、エン
ジンの始−がｌｊｌＩＩｌである．このため燃焼室内に
は燃料の着火を容易にするために通電により加熱される
予熱栓すなわちグローブラグと称する補助点火栓を使用
している．この予熱栓は一種の電熱プラグで、この発熱
体としてニッケルあるいはニッケル合金等の金属を使用
するものと、セラミック等の非金属抵抗体を使用するこ
ものとがある。

しかし前者においては、金属からなる発熱体の外面に絶
縁物質を介して金属保護管を覆着されるものであるため
熱伝導が履く、速熱性に欠け、さらに金属であるために
耐熱、耐食性の一点からも問題となる。他方後者は、前
者の欠虐を補うために炭化ケイ素の如き非金属抵抗体を
発熱体として用い、これを直接露出させた構造を有して
いる。

〜　　２　　ー しかしながらこの種の予熱栓においても着火性能のみな
らず発熱体を加熱する際の電力消費量ならびに発熱部の
破損など幾つかの未解決の開題がある。例えば実開昭５
４−９５６２８号公報には予熱栓の先端で発熱させるた
めに、一端閉塞のセラミック発熱チューブの先端径を細
くその先端内側に−め電極部を形成しチューブの他端に
他の電極部を形成したもの、あるいは、該チューブの先
端部表面を軸方向に溝を入れたものが提案されている。

この構造においては、発熱体が表面に直接露出されるた
めに、また溝を入れたものにあっては加熱部の表面積が
大きくなるために、従来から使用されている金属保護管
を覆着したタイプの予熱栓よりも着火効果は大きい。し
かしこの構造において、セラミック発熱体チューブの外
気に触れる面から発生する熱が燃料の着火に使われるも
のの、ぞの反面、該チューブ内で生じる熱は金属からな
る電極およびチューブの内側に電気的絶縁体として充填
された絶縁粉−末をも加熱するのに奪われる。

したがつ（、該発熱体を有した予熱栓は、消費−３− 電力の観点から、燃料の着火効率に配慮した構造とは言
えない。さらに、同芯状に配置した金属からなる中心電
極と発熱チューブとの結合部分に−の電極部を形成して
いる、す□なわち最も高い温度になる加熱部先端に−の
電極部を設ける構造であるため、中心電極とセラミック
発熱体を確実に接続させるには、特別の工夫を施す必要
がある。このため構造が複雑となって生産性を低下し、
また破損事故等のトラブルが生じ易い開題があると思わ
れる。

本発明の目的は電極部を温度が上昇しにくい部分に設け
られるセラミック発熱体を提供するものである。他の目
的は電極部から離れた他端が最も＾い温度に加熱され、
かつ発熱体の可能なかぎり多くの表面が着火に有効に作
用するセラミック発熱体を提供するにある。

これらの目的を達成するため、本発明では、発熱部を通
電により発熱するセラミック発熱体で構成し、該セラミ
ック発熱体は棒状で軸と平行な少なくとも−のスリット
開口で一端を除き少なくと−４− も二つに分割され分割された他端部を電極部とした簡串
な構造とする。そのため本発明の予熱栓は着火効率の改
善とともに電極部の安定性をも改善し、さらに生産性ま
た耐久性を高める実用上有意義な効果を１！（−る。

また、本発明の予熱栓は、発熱体表面のみならずスリッ
ト部に入りこんだ燃料をも、通電によって加熱した発熱
体からの有効な熱の供給により着火を容易ならしめると
共に速熱性にも優れ、かつ発熱体のみを加熱する加熱構
造であるため電力節減にも良好な効果を奏する。

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す予熱栓の断面図を示す
。本発明の予熱栓は、取付部１及び発熱体２に大別され
る。取付部１は、図示しないディーゼルエンジンのシリ
ンダヘッドに取付られるための金属製筒状のハウジング
３とその中心部に電気絶縁的に設けた棒状の中心電極４
と耐熱ゴムバラ１ング５、ベークライトブラシノ６およ
び電気回路を中心電極へ確実に接続するためのナツト７
−　５　− から成る。発熱体２は、ハウジング３の一端から突出し
た棒状でセラミック発熱体が使用されている。この発熱
体２の形状及び構造を第２図〜第５図に示す。第２図は
発熱体２の斜視図であり、第３図は第２図のＡ−Ａ断面
図、第４図は第２図のＢ−Ｂ断面図、第５図は第２図の
Ｃ−Ｃ断面図である。発熱体２は一端約１／３が太い棒
状で、軸を含む面で太い該一端から他端を残してスリッ
ト２１が設けられている。この発熱体２ではスリット２
１によって分割された該一端の太い部分が電極部２２．
２３径の細い部分が発熱部２４となる。

なお電極部２２は他の電極部２３より短くなっている。

すなわち電極部２３の端部は電極部２２より突出してい
る。電極部２３の突出している部分のスリット２１側の
面にはメタライズ層２３１が形成されており、ロウ付げ
によって中心電極４の端子４１と強固に結合しである。

また電極部２２の円弧状の表面にもメタライズ１１２２
１を施した後、ハウジング３の内壁面とロウ付げによっ
て強固に結合されている。

−６− 発熱部２４はスリット２１で分割された断面半円状の柱
状部２４１．２４２とスリットが形成されていない他端
の先端部２４３からなる。そしてこの発熱部２４がハウ
ジング３より突出している。

発熱体２の電極部２３とハウジング３との間隙は電気的
な絶縁と気密性を保持させるために耐熱性に優れたアル
ミナ系セラミック接着剤１５で埋められており、また中
心電極４を固定させるために、春開きのアルミナ系セラ
ミックスペーサ１６がハ、ウジング３に密着して設けら
れている。さらに該スペーサ１６とパツキン５、中心電
極４、およびハウジング３に囲まれた空間部には酸化マ
グネシウムなどのセラミック粉末とエポキシ樹脂のよう
な熱硬化性樹脂とからなる混合物１７で充填されている
。

なお、本発明に用いる発熱体２は炭化チタン−アルミナ
系の複合セラミック材料を原料とし、約４　Ｘ　１０−
３ΩＣ１の電気比抵抗を有する抵抗発熱体ぐある。該発
熱体２の形成方法は例えば次のようである。

−７− まず、炭化チタン＝３０重量％とアルミナニア０重量％
とを混合した後、適−のメチルセルロースと水を加えた
練土をつくり、これを押出成形にて円柱の成形体を得る
。この成形体を必要とする長さに切り出し、引続き研削
により加熱部と電極部を適当な大きさに成形した後、カ
ッターでスリット部を切除する。次に、前記の加工成形
体をアルゴン雰囲気において１７００℃で２時間燃成し
てセラミック発熱体２を得る。なお該発熱体２の原材料
として上記の他に窒化チタン−アルミナ系からなる複合
セラミックでも良く、また周知の炭化ケイ素、ニケイ化
モリブデンおよびランタンクロマイトなどの発熱材料で
もよい。

上記の構造から成る予熱栓は、その取付部１によってデ
ィーゼルエンジンのシリンダヘッドに装着され、中心電
極４の一端に電源を連結すると下記の順序に電流が流れ
る。すなわち中心電極４、メタライズ層２３１、電極部
２３、発熱部２４の柱状部２４２、先端部２４３、柱状
部２４１、電極部２２、メタライズ層２２１、ハウジン
グ３の−８− 順となる。この通電によって、発熱部２４の柱状部２４
１と２４２および先端部２４３ではジュール熱が発生し
、これが燃料の着火に使われる。なお発熱部２４の断面
積を電極部２２．２３の断面積より小さく（細り）シて
いるので発熱部２４の抵抗が電極部２２．２３より大き
く集中的に発熱部２４で発熱する。燃料噴射弁から噴射
した燃料は、セラミックで構成される柱上部２４１と２
４２の表面、先端部２３２の表面のみならずスリット２
１の内部にも入り込む。したがってこれら加熱部の表面
で発生する熱量の大部分が燃料の着火に対して極めて効
率よく使用される。

また、本発明による予熱栓はその他の特長として発熱体
２が直接露出している構造であるために、速熱性に優れ
ており、さらに電極部２２．２３は加熱部２４より断面
積を大きく〈太り）シて電気抵抗を相対的に低くしであ
る、すなわち温度を低くする構造としたために、ハウジ
ング３の筒内での湿麿ト昇に起゛因するトラブルを低減
させ、また＾温に囃される加熱部２４の構造が簡素化さ
れた−　　９　　− ことにより破損の危険がないという格別の効果を秦する
。本実施例でスリット２１の切り込みを深くして先端部
２４３の幅を狭くすれば、発熱をより先端部２４３に集
中できる。

上記の実施例では発熱体２の形状を円柱状とし、１つの
スリット２１を用いたが、熱の分布ならびに機関の構造
との関係等により、次に示すような各種形状の発熱体が
使用できる。

第６図〜第９図に２つのスリットをもつ発熱体２５を示
す。この発熱体２５はその斜視図である第６図、第６図
のＡ−Ａ断面図、Ｂ−８断面図、Ｃ−Ｃ断面図である第
７図、第８図、第９図から明らかな一端約１／３の径を
太くした円筒状で、この径の太い一端から他端にかけ、
他端近くを残して４つのスリット５１を設けたものであ
る。この発熱体２５においても経の太い部分を電極部、
径の細い部分を加熱部とする。すなわちこの発熱体２５
の加熱部は４つの柱状加熱部２５１．２５２．２５３．
２５４と１つの先端加熱部２５５とよりなる。また電極
部は４つの電極部２５６．２−　１０　− ５７．２５８．２５９とで構成される。分割され先端が
短い２つの電極部２５６．２５７には円周の外面に電気
良導体であるメタライズ１１２５６ａと２５７ａが形成
され、ざらにロウ付げによりハウジングの内壁面に強固
に固定される。残りの電極部２５８と２５９は前記電極
部２５６と２５７に較べ予熱栓の長軸方向に沿って長く
作られており、この延長した内面にメタライズ１１２５
８ａと２５９８が形成され、ざらにロウ付けにより中心
電極に固着される。このような形状の発熱体２５を有す
る予熱栓の場合には、燃料が発熱体２５の外周のみなら
ずスリット部２５１および発熱体を形成する円筒内部に
も入り込むため、発熱体２５から生じる熱を極めて有効
に利用し着火させることができる。さらにこのような形
状の発熱体２５においては、ガス化あるいは霧化した燃
料が円筒状発熱体の内部やスーリット部２５１でＳａｔ
、、易くなる効果によって、より着火し易い状態を実現
することができる。

発熱体の他の例として第１０図〜第１７図に４−　１１
　一 種類の発熱体を示す。第１０図に斜視図、第１１図にそ
のＡ−Ａ断面を示す発熱体は円筒体に２つのスリットを
入れたものである。第１２図に斜視図、第１３図にその
Ａ−ＡＩｉｉＩを示す発熱体は、前記した第２図に示す
発熱体に２つのスリットを入れ４個の柱状体を構成した
ものである。第１４図に斜視図、第１５図にそのＡ−Ａ
ｌＩｉ面を示す発熱体は第２図に示す発熱体の発熱部先
端に向う程径を細くしたもので、発熱部先端に向う程発
熱量を増大させるものである。第１６図に斜視図、第１
７図にそのＡ−Ａ断面を示す発熱体はそのｌ１ｆＩｉ四
角形としたものであり、発熱体の全体断面形状が円環、
円に限られず他の形状でもよいことを示す例である。

この他、本発明による発熱体の形状は前記各実施例の適
宜選択組合せによる変形の態様を採り得るものである。

以上、詳述した如く本発明の予熱栓は、発熱体を耐熱性
、耐酸化性に優れ、かつ抵抗発熱作用のあるセラミック
で構成し、また加熱部と電極部が−１２− 一体形成されると共に、加熱部の一部と電極部に少なく
とも１つのスリットからなる開口部を設けた筒中な構造
より成るものである。

そして、本発明の予熱栓は、直接露出する抵抗発熱体に
通電を行なって加熱し、生じた熱を燃料の着火に対し有
効に利用できる構造を有すると共に、速熱性にも優れた
性能を発揮することができるなどの利点を有する新規な
予熱栓を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である予熱栓の縦断面図、第
２図は第１図の予熱栓に用いたセラミック発熱体の斜視
図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ第２図に示
すＡ−Ａｌｌｉ面図、Ｂ−８断面図、Ｃ−Ｃ断面図、第
６図は他の発熱体の斜視図、第７図、第８図および第９
図はそれぞれ第６図に示すＡ−Ａ断面図、Ｂ−８断面図
、ｃ−Ｃ断面図、第１０図は他の発熱体の斜視図、第１
１図は第１０図のＡ−Ａ断面図、第１２図は他の発熱体
の斜視図、第１３図は第１２図のＡ−Ａ断面図、−１３
− 第１４図は他の発熱体の斜視図、第１５図は第１４図の
Ａ−Ａ断面図、第１６図は他の発熱体の斜視図、第１７
図は第１６図のＡ−Ａ断面図である。 図中、符号１は取付部、２．２５は発熱体、３はハウジ
ング、２１はスリット、２２．２３は電極部、２４は発
熱部を示す。 特許出願人　　　日本電装株式会社 代　　理　　人　　　　　弁理士　　大　　川　　宏−
１４− Σ　吊 ｒ＼」 第６図 ｔ−二−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱部と取付部を持つディーゼルエンジンの予熱
   栓において、発熱部が通電により発熱するセラミック発
   熱体で構成され、かつこのセラミック発熱体は棒状で１
   と平行な少なくとも一つのスリット開口で一端を除き少
   なくとも二つに分割され、分割された他端部を電極部と
   していることを特徴とするディーゼルエンジンの予熱栓
   。
2. （２）前記発熱部は、スリットの設けられていない一端
   に向う程細くなっている特許請求の範囲第１１ｊ記載の
   予熱栓。
3. （３）前記発熱部はスリットの形成された他端部の電極
   部が他の部分より太くなっている特許請求の範囲第１項
   記載の予熱栓。