JPS58150716A - グロ−プラグ - Google Patents

グロ−プラグ

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JPS58150716A
JPS58150716A JP3416382A JP3416382A JPS58150716A JP S58150716 A JPS58150716 A JP S58150716A JP 3416382 A JP3416382 A JP 3416382A JP 3416382 A JP3416382 A JP 3416382A JP S58150716 A JPS58150716 A JP S58150716A
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JP
Japan
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heating element
sintered
glow plug
molybdenum silicide
plates
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JP3416382A
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English (en)
Inventor
Nobue Ito
伊藤 信衛
Kinya Atsumi
欣也 渥美
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B35/645Pressure sintering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds

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】 本発明は内燃機関のグロープラグ、特にデイゼル機関に
好適なグロープラグに関するものである。
現在、ディーゼル機関(は低温時の始動用部品としてグ
ループラグが用いられており、ディーゼル機関の始動性
向上のために小型速熱性のグロープラグが要求されてい
る。
従来のグロープラグはそのほとんどがシーズ型式であっ
て、Ni−Cr  合金などの発熱線をコイル状に巻き
、これをステンレスあるいはインコンネルなどの耐熱腐
食性合金よりなる一端閉鎖の外筒内に設置し、l!に発
熱体まわりを酸化マグネシウムなどの絶縁材で充填した
構造となっている。従ってこの形式では発熱線と外筒と
の間の熱伝導は絶縁材を介してなされるために外筒の表
面が混合気を着火すべく赤熱されるには時間がかかり、
予熱時間が長くなるという問題がある。そこでグロープ
ラグの外表面自体を発熱体で構成することが提案され、
発熱体としてタングステン(W)、ニッケル(N1)、
白金(pt)、モリブデン(Mo)などの耐熱金属発熱
体を用いた事例が報告されているが、このような金属で
は白金を除きすべてが1000℃程度で酸化により材質
が劣下し、実用的でない、また白金も高価であるために
量産品への適用に間蘭が、ある。
発明者らは上記の実情に鑑み、グロープラグの発熱体と
して用いるに適した材料を見出すべく種々の実験研究を
重ねた結果、グロープラグの発熱体として珪化モリブデ
ン(Mo51m ) l!、 高温耐酸化性を充分に満
足せしめるとともに速熱性にもすぐれた材料であること
を確認した。更に発明者らは、珪化モリブデンに窒化珪
素(Si#N、)、炭化珪素(SIC)、7kif(A
IIO,)の少くとも一槍を加えた混合体は、珪化モリ
ブデン単体よりも高温強度にすぐれ、かつ発熱体として
の抵抗調整が容易である等の特性を有することを確認し
た。しかして本発明は、外表面に珪化モリブデンの発熱
体、および上記混合体の発熱体を具備したグロープラグ
を提供するものである。
発明者らは、プラグの外表面に露出して用いる発熱体と
しての適性をみるために珪化モリブデン、その他種々の
高融点材料について耐酸化テストを行なった。共通の大
きさに切出したテスト品を1000℃、15時間大気中
に放置し、重量変化により耐酸化性を調査した。結果を
第1表に示す。
第  1  表 第1表より知られるように、重量変化が極めて少なく耐
酸化性にすぐれているのはSiCとMo5i−である、
これ等に比べ耐熱金属系統は耐酸化性に劣り、グロープ
ラグの外表面発熱体として使用した場合、経時変化が大
きく実用的とはいえない、 Pt は耐酸化テスト結果
は良好であるが、高価なため量産品には適さない、 S
ICは酸化テスト結果は良好であるが抵抗が2000−
1と高く、グロープラグのように小型発熱体で入力電圧
が12〜24Vという低いものには使゛用不能である。
これに対してMo S i mは、4、2 X 10−
“Ω−傷と抵抗も低く、グロープラグのように小型の発
熱体で要求抵抗値がα1〜t5Ωを充分達成することが
できる。またMo S 1 sは耐酸化性も良好で、グ
ロープラグの外表面発熱体として充分に使用できる。
グロープラグ用発熱体としては、抵抗温度係数が大きい
方が望ましい、抵抗温度係数が大きい場合、通電初期に
大電流が流れ発熱体の温度上外とともに抵抗が上昇して
電流値が制限され、過熟が防止される。第1図は抵抗温
度係数が異る発熱体の温度と通電時間の関係を示すもの
で、抵抗温度係数が大きいもの(線a)は小さいもの(
線b)に比べ、初期に大電流を流すことができ急速加熱
が可能である。
次に主たる高融点材料の抵抗温度係数を第2表に示す 第  2  表 第2表で知られるようにMo S j *は大きな抵抗
温度係数を有し、従来のNi−Cr発熱体に比べ初期電
流値を大きくして急速加熱することが可能となる。
このようにMovimはすぐれた耐酸化性を有し、比抵
抗も低く、抵抗温度係数も大ぎく急速加熱が可能であり
、発明者らのテスト結果では、Maximは外表面発熱
方式のグロープラグの発熱体として実用に適した唯一の
ものであると認められた。
更に、Mo S l mにSl、N、、S i C%A
 1 m On ノ少くとも一種を混合した混合体(焼
結体)はMo 81 m単体よりも強度が向上し、グロ
ープラグ発熱体として有効である。
第5表はこれ等混合体および比較材の特性を示すもので
ある。テスト条件は次・の通りである。
耐酸化テスト:1000℃x 15 hr 、空気中高
値強度:試料40X3X4■、 ***よ。5..7□。        礪1sOθ℃
、空気中の3点曲げ試験 噂 で、試料が破壊もしくは大幅に変形 した際の荷重を示す、          線熱膨張係
数:*温〜800℃の平物熱膨張係数サンプルはすべて
、 MoSix 70重量%と他の混合物(Sll N
4 、 SiC、Alm Os ) 50重量%テ調整
した。混合体はいずれも耐酸化性が良好で、高温強度は
Mo 81 m単体よりも大きい。常温比抵抗は上外し
、熱膨張係数はSi、N、 、 SIGとの混合体の場
合は減少する。
vg2図は珪化モリブデンまたは珪化モリブデンを主成
分とする発熱体を有する発熱部を、第3図は誼発熱部を
具備したグロープラグの一例を示すものである。
第2図に示すように発熱部1は珪化モリブデンの・焼結
板11m、11b、電気絶縁セラミック材例えば電化珪
素の焼結板12m、12bおよび耐熱性金属、例えばタ
ングステンよりなる金属線131.13bにより構成さ
れている。
窒化珪素焼結板12m、12bには段部が形成され基端
側が厚肉となっている。また一方の焼結板12bの表面
には縦方向に溝121bが形成されている。金属線1!
Sl、1!ibの先端には直角方向の折曲部131&、
1!Slbが形成されている。
そして、発熱部1を製造するには、金属線1sa、ti
bを窒化珪素焼結板1sbの溝151bにセットしてそ
の上に焼結板12mを重ねる。そのとき金属線15m、
1!bの折曲部1311,1!11bを焼結板12m、
12bの先端に設けた孔122m、122bにそれぞれ
貫通させ、先端を折り曲げる。このようにして重ねられ
た電化珪素焼結板121k、12bの上下の先端側に珪
化モリブデン焼結板11m。
11bを重ね、はさみつける方向に加圧焼成(ホットプ
レス)することにより焼結板111112m、12b、
11bを互に接合一体化せしめる。
このようにして得られた発熱部1を組付けた第5図に示
すグロープラグにおいて、取付部2は主としてエンジン
ヘッドに取付は得るように構成した金属製ハウジング2
1とその内部に絶縁材22を介して固定された正端子2
墨とよりなる0発熱部1はその基端がハウジング21の
先端開口に挿入され、金属カバー24を介して発熱体た
る電化モリブデン焼結板11m、11bとハウジング2
1と開口とが固着され、ボデーアースを構成している。
ハウジング21内に挿入された発熱部1の基端には電化
珪素焼結板、12m、12bの端面に金属キャップ2s
が金属線11&、1!Sbと接触するように接合され、
またこのキャップ25と上記正端子23とはステンレス
線により電気的に接続されている。
しかして上記構造のプラグにおいて、電流は正端子25
よりステンレス線26、金属キャップ26、金属線15
m、15bを通じて珪化モリブデン焼結板111,11
t)の先端へ到り、該焼結板11m、11bを経てカバ
ー24よりハウジング21ヘボデーアースされる。
上記のように構成した本発明の実施例において、発熱体
抵抗なα1Ωとした場合、12V印加し外表面が800
℃に到達する時間を測定したところt4秒と極めて小さ
い値を示した。また発熱体外表面を1000℃に加熱し
連続通電時間200時間の耐久テストを行った後の抵抗
値も全く変化せず、耐酸化性もよく、艶に継続発熱が充
分に可能であった。
なお、発熱部の製造方法として、発熱材および絶縁材と
して粉末またはグリーンシトを用い、所定形状の型内に
発熱材、絶縁材、金属線、絶縁材、発熱材と順次積層し
、ホットプレスにより加圧焼成してもよい。
上記の如く、通電により発熱する発熱体をプラグの表面
に設ける形式のものにおいて、発熱体として珪化モリブ
デンを用いるときは、珪化モリブデンの特性より耐酸化
性が良好で耐久性にすぐれ、低抵抗であるためにグリー
プラグを小型化することができ、かつ、抵抗温度係数が
大きいので速熱性にすぐれている。
また、発熱体として珪化モリブデンを主要材料とし、こ
れに電化珪素、膨化珪素、アルミナの少くとも一種を添
加した混合体を用いる場合は、発熱体の耐酸化性を更に
向上させることができる。また添加物の種類および量に
より発熱体の抵抗調整が可能である。またエンジン内に
装着された場合、急熱急冷の変動に対し、熱膨張係数が
小さいので強めて有利である。I!にまた、中心部材と
して上記添加物と同材料を用いれば、これと発熱体との
接着が容易になされ得るとともに、熱膨張係数を中心部
材とこれに接合する発熱体とを近ずけることかできる点
においても有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は抵抗温度係数の異る発熱体と温度と通電時間の
関係を示す図、第2図および第5図は本発明の一実施例
を示すもので、第2図はグロープラグの発熱部槽成部材
を示す図、第5図はグロープラグの縦断面図である。 1・・・発熱部 11M、11b−・・発熱体 121.12b・・・中心部材 15a、15b、26−・・金属線 2・・・取付部 21・・・ハウジング 第1図 第2日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (17エンジン本体に取付ける取付部と、該取付部に保
    持されて混合気を着火せしめる発熱部とよりなり、上記
    発熱部を電気絶縁性セラミックの中心部材と、該中心部
    材の外面に接合した珪化モリブデンの発熱体とにより構
    成し、該発熱体を通電手段に接続せしめたグロープラグ
    。 (2)エンジン本体に取付ける取付部と、該取付部に保
    持されて混合気を着火せしめる発熱部とよりなり、上記
    発熱部を電気絶縁性セラミックの中心部材と、該中心部
    材の外面に接合した発熱体とにより′構成して発熱体を
    通電手段に接続せしめ、上記発熱体として珪化モリブデ
    ンに電化珪素、択化珪累およびアル建すの少くとも一種
    を添加した混合体と用いたグロープラグ。
JP3416382A 1982-01-27 1982-03-03 グロ−プラグ Pending JPS58150716A (ja)

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JP3416382A JPS58150716A (ja) 1982-03-03 1982-03-03 グロ−プラグ
US06/460,651 US4486651A (en) 1982-01-27 1983-01-24 Ceramic heater

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60216484A (ja) * 1984-04-09 1985-10-29 株式会社日本自動車部品総合研究所 セラミツクヒ−タ
US4742209A (en) * 1985-06-27 1988-05-03 Jidosha Kiki Co., Ltd. Glow plug for diesel engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60216484A (ja) * 1984-04-09 1985-10-29 株式会社日本自動車部品総合研究所 セラミツクヒ−タ
JPH0251235B2 (ja) * 1984-04-09 1990-11-06 Nippon Jidosha Buhin Sogo Kenkyusho Kk
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