JPS5921919A - 急速加熱自己調整式電気グロー・プラグ・ヒータ - Google Patents
急速加熱自己調整式電気グロー・プラグ・ヒータInfo
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- JPS5921919A JPS5921919A JP58115296A JP11529683A JPS5921919A JP S5921919 A JPS5921919 A JP S5921919A JP 58115296 A JP58115296 A JP 58115296A JP 11529683 A JP11529683 A JP 11529683A JP S5921919 A JPS5921919 A JP S5921919A
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- JP
- Japan
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- coil
- tip
- resistance
- self
- glow plug
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、1ことえば、ティーセルエンジンのグロー・
プラグとして使用する型の外装利き電気し−りに関する
。一層詳しくは、本発明はティーセルエンジンなどの定
めの急速加熱自己調整式電気抵抗クロー・プラグ−ヒー
タに関才ろ。
プラグとして使用する型の外装利き電気し−りに関する
。一層詳しくは、本発明はティーセルエンジンなどの定
めの急速加熱自己調整式電気抵抗クロー・プラグ−ヒー
タに関才ろ。
背泳
ティーセルエンジンの分野では、エンジン始動時や寒冷
作動時に燃料の点火を助けろべくノ然別の噴射さ2’L
ろ燃焼室あるいは予燃焼室に電気加熱クロー・プラクを
設けることは公知である。このようなグロー・プラグの
型は数多くル)ろが、そ2tぞオtそオを独!侍の動作
特性を何すう。
作動時に燃料の点火を助けろべくノ然別の噴射さ2’L
ろ燃焼室あるいは予燃焼室に電気加熱クロー・プラクを
設けることは公知である。このようなグロー・プラグの
型は数多くル)ろが、そ2tぞオtそオを独!侍の動作
特性を何すう。
単純な一定抵抗値巳一夕を、付加的な制御器l工しで用
いろと、グロー・プラグがエンジン始動を可能とするに
適した作動7!i7+度に達する前に、しばしば1分よ
りJそい過剰なウオーミンクアップ時間の障害にさ1う
されろ。急速加熱グロー・プラグを、ひとたび作動i1
’:l’1度に達したならばそれを所望範囲しこ、1.
1f持−「ろように電流を中lUtまたは調整するil
i制御装置と組合わせ7jシステムによって、この侍も
時間をかなり短縮している。このようなシステムは効果
的に作動するが、コストがかさみ、構造腹雑と1よると
いう欠点かある。
いろと、グロー・プラグがエンジン始動を可能とするに
適した作動7!i7+度に達する前に、しばしば1分よ
りJそい過剰なウオーミンクアップ時間の障害にさ1う
されろ。急速加熱グロー・プラグを、ひとたび作動i1
’:l’1度に達したならばそれを所望範囲しこ、1.
1f持−「ろように電流を中lUtまたは調整するil
i制御装置と組合わせ7jシステムによって、この侍も
時間をかなり短縮している。このようなシステムは効果
的に作動するが、コストがかさみ、構造腹雑と1よると
いう欠点かある。
成るエンジンメーカーは、6Ili′1度の」−昇に伴
゛な5コイルの、、抵抗の増加な通して最終的な作動昌
度を制限しながら幾分ウオーミングアツプ時間を短くす
ることを許容−J−る電気抵抗のjEの温度係数(PT
C)をイアするイ詞料で力IJテ舊ココイル作った自己
調整型クロー・プラグを支持していイ)。二重コイル式
グロー・プラグも開発されているが、先端での加r(ン
ーコイルをヒータ本体ンこあるPTCコイルと直列に接
続して性能を幾分改善している。しかしながら、こi’
Lものシステムは、通常、急速加熱制御システムの急速
ワオーミングアツブ性能及び/又はクロー・プラグ1i
ii[久性について妥[湧している。
゛な5コイルの、、抵抗の増加な通して最終的な作動昌
度を制限しながら幾分ウオーミングアツプ時間を短くす
ることを許容−J−る電気抵抗のjEの温度係数(PT
C)をイアするイ詞料で力IJテ舊ココイル作った自己
調整型クロー・プラグを支持していイ)。二重コイル式
グロー・プラグも開発されているが、先端での加r(ン
ーコイルをヒータ本体ンこあるPTCコイルと直列に接
続して性能を幾分改善している。しかしながら、こi’
Lものシステムは、通常、急速加熱制御システムの急速
ワオーミングアツブ性能及び/又はクロー・プラグ1i
ii[久性について妥[湧している。
従来のPTC型や二重コイル式のグロー・ブフグを検討
したところ、4久性の問題はPTC材が予燃・焼室式間
接噴射ティーセルエンジンの満足できる始動を行なうの
に必要な作動渦朋で酸化して温度性能に限界があるとい
うことに一部起因していることがわかった。
したところ、4久性の問題はPTC材が予燃・焼室式間
接噴射ティーセルエンジンの満足できる始動を行なうの
に必要な作動渦朋で酸化して温度性能に限界があるとい
うことに一部起因していることがわかった。
成る種の二重コイル設R[では、PTC二重コイル端内
の高昌ヒータあるいはグロー・プラクに物理的に接近し
ていることと共にグロー・プラグの急速加熱を促進する
ようにするワイヤのサイスおよび材質の選択を原因とし
てPTC二重コイル剰昌度が生じている。普通には、こ
のような設計で)よ、作動瀞1度到、達後数秒以内に電
流を遮断し、寿命に大きく影響する。過剰席1度での作
動を回避しなげJtばプエらない。また、コイルを閉接
続−4−ることによっ−Cも、PTCコ・〔ルによろ早
IJIの調整を生起し、これは太きすぎろ電流を減らし
、所望作動1゛:m度までのヒータ・コイルのウオーミ
ングアツプを遅らせろ。或ろ種σ〕二重コイル設計に発
見し1こ別の問題として(:1−1溶接部を非常に小さ
くして隣合った単線θ)ワイヤを通してコイルを接続し
ており、抵抗値を高くし、作動溜7度を局部的に高くし
ていて早期の故障を招いているということがある。
の高昌ヒータあるいはグロー・プラクに物理的に接近し
ていることと共にグロー・プラグの急速加熱を促進する
ようにするワイヤのサイスおよび材質の選択を原因とし
てPTC二重コイル剰昌度が生じている。普通には、こ
のような設計で)よ、作動瀞1度到、達後数秒以内に電
流を遮断し、寿命に大きく影響する。過剰席1度での作
動を回避しなげJtばプエらない。また、コイルを閉接
続−4−ることによっ−Cも、PTCコ・〔ルによろ早
IJIの調整を生起し、これは太きすぎろ電流を減らし
、所望作動1゛:m度までのヒータ・コイルのウオーミ
ングアツプを遅らせろ。或ろ種σ〕二重コイル設計に発
見し1こ別の問題として(:1−1溶接部を非常に小さ
くして隣合った単線θ)ワイヤを通してコイルを接続し
ており、抵抗値を高くし、作動溜7度を局部的に高くし
ていて早期の故障を招いているということがある。
発明の概要
本発明は、従来のグロー・プラク+Nj造に見出さ、l
tろ問題の多くのものをIW決しながら動作をかなり改
善している二重コイル式グロー・ポラグ構造あるいは外
装付きヒータ構造を包含−「ろ。本発明による外装置;
1き已−夕あるいはグロー・プラグでは、成る種の従来
のグロー・プラグ配置に見出されろような抵抗線または
材料の先端及び本体の二重コイルを直列に接にしている
。しかしながら、従来構造とは異なる多くの特徴を何し
、急速ウオーミングアツプおよび最終温度11il制御
を望ましい状態で組合わせて耐久性を高めろように抵抗
線、し料の選択および寸法法めを行なつ−Cいろ。
tろ問題の多くのものをIW決しながら動作をかなり改
善している二重コイル式グロー・ポラグ構造あるいは外
装付きヒータ構造を包含−「ろ。本発明による外装置;
1き已−夕あるいはグロー・プラグでは、成る種の従来
のグロー・プラグ配置に見出されろような抵抗線または
材料の先端及び本体の二重コイルを直列に接にしている
。しかしながら、従来構造とは異なる多くの特徴を何し
、急速ウオーミングアツプおよび最終温度11il制御
を望ましい状態で組合わせて耐久性を高めろように抵抗
線、し料の選択および寸法法めを行なつ−Cいろ。
とりわけ、本発明は一端にある高温先端コ・rルと反対
ψij5 Vrce、ろ外装付きヒータを支持する比較
約6たいシェルの両方からPTC二重コイル対的な断熱
を行なっている。この断熱は、本体コイルに自己発生熱
に大きく依存[−てその作、!/I渦度を決定させ、抵
抗値を所望値まで高めてコイルの耐久性を延ばfに充分
な低さまで作動r晶度を制限さぜろことができろよ5!
Lするに充分なものである。
ψij5 Vrce、ろ外装付きヒータを支持する比較
約6たいシェルの両方からPTC二重コイル対的な断熱
を行なっている。この断熱は、本体コイルに自己発生熱
に大きく依存[−てその作、!/I渦度を決定させ、抵
抗値を所望値まで高めてコイルの耐久性を延ばfに充分
な低さまで作動r晶度を制限さぜろことができろよ5!
Lするに充分なものである。
先端、コイル及び本体コ・rルの砥抗(′!、、好まし
くは、正しい比率をもって選定さ、It、先j′L+M
の所望急速加熱率をり、え、次いで最高電流を調節して
アフタグロー動作が延びたときの先;Lids P T
Cコイルの過熱を防ぐ。これには、各コイルを囲む熟
質量、表面積を考慮しながらυ期抵抗値および最終抵抗
匝を正しく選定することが必要である。
くは、正しい比率をもって選定さ、It、先j′L+M
の所望急速加熱率をり、え、次いで最高電流を調節して
アフタグロー動作が延びたときの先;Lids P T
Cコイルの過熱を防ぐ。これには、各コイルを囲む熟
質量、表面積を考慮しながらυ期抵抗値および最終抵抗
匝を正しく選定することが必要である。
別の特徴でシま、先端、コイル及O−4・体コイル’l
i比較的高い導電性の太い低風1)゛L接続を行なう大
きい表面積を介して接UNしてあって接続点での発熱お
よび酸化を最小限に抑えている。好適実施例では、先ψ
j111、コイル及び本体コイルの@成端かも延び、溶
接、好f L <は機械的係合で相互に固着さオtてい
る相互係合小直径コ・〔ルを好ましくは含む部分を広い
範囲にわたって浴接している。
i比較的高い導電性の太い低風1)゛L接続を行なう大
きい表面積を介して接UNしてあって接続点での発熱お
よび酸化を最小限に抑えている。好適実施例では、先ψ
j111、コイル及び本体コイルの@成端かも延び、溶
接、好f L <は機械的係合で相互に固着さオtてい
る相互係合小直径コ・〔ルを好ましくは含む部分を広い
範囲にわたって浴接している。
本発明のこ才’Lらおよび他の71!l徴、利点は添イ
」図面シこ関連した好適実施例しこついての以下の説明
からより充分に1里)眸してもらえよう。
」図面シこ関連した好適実施例しこついての以下の説明
からより充分に1里)眸してもらえよう。
実施例の、説明
図面を詳1−<参照1−て、符合10は本発明の特徴を
何才ろティーセルエンジンのクローブラグを全体的に示
している。
何才ろティーセルエンジンのクローブラグを全体的に示
している。
クロー・プラグ10は普通の金属製の外側シェル12を
包含し、このシェルは一端1にある円錐形密封表向14
と、両端の中間のねじ付き部分16と、密封表面と反対
の端にある六角形ヘッド18とを有す55゜このシェル
は長手方向の内径部20を包含しており、この内径部の
丁部には本発明に従って形成した外装付きヒータ組立体
が緊密に嵌合しである。
包含し、このシェルは一端1にある円錐形密封表向14
と、両端の中間のねじ付き部分16と、密封表面と反対
の端にある六角形ヘッド18とを有す55゜このシェル
は長手方向の内径部20を包含しており、この内径部の
丁部には本発明に従って形成した外装付きヒータ組立体
が緊密に嵌合しである。
このヒータ、組立体は全体的に22で示しである。
ヒータ組立体22は内径部20内に固定した開放端部2
6と内径部20の軸線に浴ってシェルの外方に突出する
細長い閉鎖端部28とを備える管状の金属製の外装24
を包含する。
6と内径部20の軸線に浴ってシェルの外方に突出する
細長い閉鎖端部28とを備える管状の金属製の外装24
を包含する。
外装内には長手方向に延びる二重コ・「ル式電気抵抗型
加熱要素30が中心に設置(−てある。この加熱要素の
一端32は外装の閉鎖端に′上気接続しである。加熱要
素は外装の閉鎖端からほぼその中央まで延びており、こ
こで中央ロッドまたは端子34の端に取付け”Cある。
加熱要素30が中心に設置(−てある。この加熱要素の
一端32は外装の閉鎖端に′上気接続しである。加熱要
素は外装の閉鎖端からほぼその中央まで延びており、こ
こで中央ロッドまたは端子34の端に取付け”Cある。
この端子は外装24の開放端を通り、内径部20を通っ
てシェル12の六角形ヘッド端の外に突出している。中
央端子の露出端には端子プレート36が取刺けてあって
電気装着用クリップを受入)しるよ5になっている。
てシェル12の六角形ヘッド端の外に突出している。中
央端子の露出端には端子プレート36が取刺けてあって
電気装着用クリップを受入)しるよ5になっている。
端子34は、端子とシェル間にあるフェノール絶縁体3
8と端子と外装開放☆:111間にある圧縮コムのOリ
ング40とによってシェル12及び外装内にそJtらか
ら断熱状態で中心に設置しである。外装内の残った空間
には適当な伝熱性眠気絶縁性相42、たとえば、圧縮粒
状または粉末状酸化マグネシウムが充填してあり、加熱
コイルおよび端子を外装内の中心位置に保持すると共に
、外装の閉鎖端の意図的な結合点を除いて加熱コイル、
端子間の′4気接触を防いでいる。
8と端子と外装開放☆:111間にある圧縮コムのOリ
ング40とによってシェル12及び外装内にそJtらか
ら断熱状態で中心に設置しである。外装内の残った空間
には適当な伝熱性眠気絶縁性相42、たとえば、圧縮粒
状または粉末状酸化マグネシウムが充填してあり、加熱
コイルおよび端子を外装内の中心位置に保持すると共に
、外装の閉鎖端の意図的な結合点を除いて加熱コイル、
端子間の′4気接触を防いでいる。
第2図に最も良く示すように、加熱要素30は2つの個
別のコイル、すなわち、クローあるいはヒータ先端コイ
ル44と調整p ′r c本体コ・〔ル46とで形成し
たいわ、ゆろ二重コイル要素である。先蕗1コー〔ル4
4は耐高畠ワイヤ材料、たとえば、本質的に80係のニ
ッケルと20%のクロムからなる合金である商品名N1
chrorneVで作られる。先端コイルの主発熱部は
複数の比較的大きい直径のらせん状コイル部を有する拡
大中央部48である。これらのコイル部はその一端で徐
々に小さくなるコイル部からなる下向きのテーパの付い
た端部50とつながる。この端部は外装の端を係合し、
32のところで溶接[−である。
別のコイル、すなわち、クローあるいはヒータ先端コイ
ル44と調整p ′r c本体コ・〔ル46とで形成し
たいわ、ゆろ二重コイル要素である。先蕗1コー〔ル4
4は耐高畠ワイヤ材料、たとえば、本質的に80係のニ
ッケルと20%のクロムからなる合金である商品名N1
chrorneVで作られる。先端コイルの主発熱部は
複数の比較的大きい直径のらせん状コイル部を有する拡
大中央部48である。これらのコイル部はその一端で徐
々に小さくなるコイル部からなる下向きのテーパの付い
た端部50とつながる。この端部は外装の端を係合し、
32のところで溶接[−である。
反対端で、先端コイルは小直径の閉鎖コ・「ル部からな
る一体に密着して巻いた延長部を有し、本体コイルと接
続するコネクタ部52を学えろ。
る一体に密着して巻いた延長部を有し、本体コイルと接
続するコネクタ部52を学えろ。
本体コイル46は正の温度係数(PTC)ワイヤ材料、
たとえば、72係のニッケルと28係の鉄からなる合金
である商品名 Hytemcoで作つ−Cある。本体コ/rルの主制呻
発熱部は複数の、比較的大きい直径のらせん状コイル部
を有する拡大中央部54である。これに隣接して内端部
5Gが徐々て小さくなるコイル部を通して先細ケこなっ
て小コイル部カらなる密着して巻いた部分に達する。こ
の部分はへ子ロッド34の縮径端58イと覆ってずベリ
嵌合しており、好ましくはそこすこ浴接(−てあって確
実な機械的電気的な結合をなす。
たとえば、72係のニッケルと28係の鉄からなる合金
である商品名 Hytemcoで作つ−Cある。本体コ/rルの主制呻
発熱部は複数の、比較的大きい直径のらせん状コイル部
を有する拡大中央部54である。これに隣接して内端部
5Gが徐々て小さくなるコイル部を通して先細ケこなっ
て小コイル部カらなる密着して巻いた部分に達する。こ
の部分はへ子ロッド34の縮径端58イと覆ってずベリ
嵌合しており、好ましくはそこすこ浴接(−てあって確
実な機械的電気的な結合をなす。
本体コ・「ルの他端にはコネクタ部60がk)す、こオ
tは先端コイルのコネクタi’!li lJ−らなる小
直径コイル部のまわりに密着11χ合する寸法となって
いる複数の縮径コイル部を包含する。
tは先端コイルのコネクタi’!li lJ−らなる小
直径コイル部のまわりに密着11χ合する寸法となって
いる複数の縮径コイル部を包含する。
好ましくは、両コイルおよびそλL I:、)のコネク
タ部は、特別に、同じ方向に巻いてあり、緊密にからみ
合ったコネクタ部が同じリートを何する。したがって、
正しい・1.去のとき、コネクタ部を相互に螺合させて
入、J七子になった内外の連結コ・rルを形成し、こ2
’tが2つのコイルの主加熱部間の多コイル・コネクタ
・7ニクシヨンを画成する。しかしながら、任意要件と
して、一方を他方IL螺合させずただ挿入したときに互
いに密着浪合さ亡ろよ5にコネクタ部の寸法を決めても
よく、この場合、コイルの巻き方向は同じでも反対でも
よい。
タ部は、特別に、同じ方向に巻いてあり、緊密にからみ
合ったコネクタ部が同じリートを何する。したがって、
正しい・1.去のとき、コネクタ部を相互に螺合させて
入、J七子になった内外の連結コ・rルを形成し、こ2
’tが2つのコイルの主加熱部間の多コイル・コネクタ
・7ニクシヨンを画成する。しかしながら、任意要件と
して、一方を他方IL螺合させずただ挿入したときに互
いに密着浪合さ亡ろよ5にコネクタ部の寸法を決めても
よく、この場合、コイルの巻き方向は同じでも反対でも
よい。
加熱要素の先端及び本体コイル・コネクタ部の係合■〜
ているコ・rル部は、好ましくは、多数のからみ合った
コイル部を相4′Lに直接してコイル部間に広い電気接
触面積を与えると共Vこ、接続している導電性溶接部お
よびワイヤの比較的大きい質量によって藏気接続抵抗を
低くしである。この低抵抗接続およびそitの与えろ電
流流21面積の増加により、先端、コイル及び本体コイ
ル間のコネクタ・セクションを通る電流による熱の発生
を制限することができ、それによって、以下により充分
に説明するように低温動作と長寿命を約束−[ろ。
ているコ・rル部は、好ましくは、多数のからみ合った
コイル部を相4′Lに直接してコイル部間に広い電気接
触面積を与えると共Vこ、接続している導電性溶接部お
よびワイヤの比較的大きい質量によって藏気接続抵抗を
低くしである。この低抵抗接続およびそitの与えろ電
流流21面積の増加により、先端、コイル及び本体コイ
ル間のコネクタ・セクションを通る電流による熱の発生
を制限することができ、それによって、以下により充分
に説明するように低温動作と長寿命を約束−[ろ。
設計態様
成る特定の用途において本発明の%徴の最大の利点を引
出すためのヒータあるいはグロー・プラグの設計は、当
然、利°料および寸法使用の正l〜い選定を要求する。
出すためのヒータあるいはグロー・プラグの設計は、当
然、利°料および寸法使用の正l〜い選定を要求する。
適当な選択は公知の材料、利用可能な設計およびテスト
手順を用いて研究開発することによって達成することが
できろ。自動車の゛グロー・プラグへの応用では、耐熱
性のニッケルをベースとする超合金い+1ckel b
ased 5uper alloy ) 、好ましく
は、Inconel 601 (公称、約60.5係の
ニッケル、23係のクロム、14.1 %のアルミニウ
ム、0.054の炭素、最大約0.5 %の銅からなる
合金の商品名)で外装を形成するとよし・。
手順を用いて研究開発することによって達成することが
できろ。自動車の゛グロー・プラグへの応用では、耐熱
性のニッケルをベースとする超合金い+1ckel b
ased 5uper alloy ) 、好ましく
は、Inconel 601 (公称、約60.5係の
ニッケル、23係のクロム、14.1 %のアルミニウ
ム、0.054の炭素、最大約0.5 %の銅からなる
合金の商品名)で外装を形成するとよし・。
PTC本体コイルは、I−1l−1yte (72%θ
つニッケルと28%の鉄からなる合金の商品名)で作る
とよいが、市販の純ニッケルワイヤを用いてもよい。)
(yte+ηCOは、抵抗値カ一二・ノケル巧〕二倍で
あり、抵抗温度係数(T CR)ハ1はぼ同じであるか
ら、一層望ましし・。こうすることにより、コ/「ルと
してもつと太き(・サイスのワ・fヤを用いろことかて
゛き、製造中の取扱いが一層容易になる。
つニッケルと28%の鉄からなる合金の商品名)で作る
とよいが、市販の純ニッケルワイヤを用いてもよい。)
(yte+ηCOは、抵抗値カ一二・ノケル巧〕二倍で
あり、抵抗温度係数(T CR)ハ1はぼ同じであるか
ら、一層望ましし・。こうすることにより、コ/「ルと
してもつと太き(・サイスのワ・fヤを用いろことかて
゛き、製造中の取扱いが一層容易になる。
先端ヒータコl〔ルは、NichromeV (80%
のニッケルと20%のクロムからなる合金の商品名)で
作るとよく、これ(,L或ろ種θ〕イ也の材料よりも耐
久性が太きし・。
のニッケルと20%のクロムからなる合金の商品名)で
作るとよく、これ(,L或ろ種θ〕イ也の材料よりも耐
久性が太きし・。
種々の構成妥素の寸法および組立体内−(−o)相対位
置関係についての選定は成る程度まで選択事項である。
置関係についての選定は成る程度まで選択事項である。
グロー・プラグの先端部および本体部の熱質祉、時間に
関する各セクションに加わる熱エネルギおよび対流、伝
熱、輻射による時間に関する各セクションからの熱損失
を考えた計算を行なうことによって種々のグロー・プラ
グのウオーミングアツプ、動作条件のコンピュータ・シ
ミュレーションを行なうことかできろ。
関する各セクションに加わる熱エネルギおよび対流、伝
熱、輻射による時間に関する各セクションからの熱損失
を考えた計算を行なうことによって種々のグロー・プラ
グのウオーミングアツプ、動作条件のコンピュータ・シ
ミュレーションを行なうことかできろ。
このようなシミュレーションは正しいコイル寸法および
抵抗値を選んでクロー・プラクの先端部、本体部の所望
作動湿度を得る際に助けとなる。最低先端部温度はエン
ジンの始動要件によって決まり、本体コイル付近の最高
本体高度は好ま1. <は先端部温度よりも低くて過剰
酸化を回避することによって本体コイルそ、It自体の
耐久性を高めろ。
抵抗値を選んでクロー・プラクの先端部、本体部の所望
作動湿度を得る際に助けとなる。最低先端部温度はエン
ジンの始動要件によって決まり、本体コイル付近の最高
本体高度は好ま1. <は先端部温度よりも低くて過剰
酸化を回避することによって本体コイルそ、It自体の
耐久性を高めろ。
本体コイルの耐久性は、先端コ・rルおよび本体コイル
の発熱部の隣接端の間に実質的りこ加熱されブよい空間
を設けて適度な断熱状態を維持することによっても助け
p)、ltろ。図示の好ましい実施例では、この11ノ
[熱空間はグロー・プラグ外装の外径とほぼ等しい長手
方向距離にわたって延びろコイル連結セクションの長さ
によって与えろitろ。コイル連結セクションにおけろ
結合lまたコイル接続j91i分の抵抗が低いために、
クロー・プラク電流は有意な皺の熱を発生することなく
この連結セクションを流れる。したがって、クロー・プ
ラクのこの断熱セクションは先ψj1];、本体コ・r
ルの両方からそitに伝達された熱を放散させろと共に
こオtらのコ・「部間の伝熱流に1jll限を与えろ。
の発熱部の隣接端の間に実質的りこ加熱されブよい空間
を設けて適度な断熱状態を維持することによっても助け
p)、ltろ。図示の好ましい実施例では、この11ノ
[熱空間はグロー・プラグ外装の外径とほぼ等しい長手
方向距離にわたって延びろコイル連結セクションの長さ
によって与えろitろ。コイル連結セクションにおけろ
結合lまたコイル接続j91i分の抵抗が低いために、
クロー・プラク電流は有意な皺の熱を発生することなく
この連結セクションを流れる。したがって、クロー・プ
ラクのこの断熱セクションは先ψj1];、本体コ・r
ルの両方からそitに伝達された熱を放散させろと共に
こオtらのコ・「部間の伝熱流に1jll限を与えろ。
好ましく(・ま、両コイルの発熱部分間の断熱空間は先
端からの熱を放散させ、先ψj1)1のウオーミングア
ツプを遅らせるような過剰長さとなることがないように
制限さiする。種々の影響を考慮才オ・シば、発熱コイ
ル部分間の断熱空間の長さがグロー・プラグ外装の隣接
外径よりも50%小さい値から50係太きし・値までσ
つ範囲にある」易合、前記の型のグロー・ブラグVこと
って好ましい。
端からの熱を放散させ、先ψj1)1のウオーミングア
ツプを遅らせるような過剰長さとなることがないように
制限さiする。種々の影響を考慮才オ・シば、発熱コイ
ル部分間の断熱空間の長さがグロー・プラグ外装の隣接
外径よりも50%小さい値から50係太きし・値までσ
つ範囲にある」易合、前記の型のグロー・ブラグVこと
って好ましい。
上述実施例の構造は、適当な電気接続部を持つエンジン
にグロー・プラグをすえ付けたとき、「し流はプレート
36から端子34、二重加熱妥素30を直って外装2斗
の閉鎖端に流オt、そしてそこからエンジンにアースし
であるシェル12ンこもとり、加熱要素をして外装付き
ヒータ組立体の露出端θ)作動7品度を上昇させろ。
にグロー・プラグをすえ付けたとき、「し流はプレート
36から端子34、二重加熱妥素30を直って外装2斗
の閉鎖端に流オt、そしてそこからエンジンにアースし
であるシェル12ンこもとり、加熱要素をして外装付き
ヒータ組立体の露出端θ)作動7品度を上昇させろ。
第1表は本発明の図示実施例の代表的なりロー・プラグ
の構成要素についての公称仕様を挙げている。
の構成要素についての公称仕様を挙げている。
第1表
4、(料 Hytemco Nich
romeVワイヤサイス 28ケージ 0.32+廁
28ケージ0.32+m(,0125in、)
(,0125in、)長さ 16.5
間(,65石) 6.35咽(,25in、)抵抗
(冷間) 0.30オーム 0.70オーム
電力(C合間) 40ワツト 93ワ
ツト抵抗(熱間) 1.3オーム 0.7オ
ーム屯力(熱間) ・13ワツト 2
:3ワツトtle縁(J’HMg O粉>i 外装材料 Inconel fi[)1外装
外径 5 mm 公称コイル間隔 5朝 第1表に挙げた仕様を実質的に何するグロー・プラグの
ウオーミングアツプ、利潤1特性が第3図に示しである
。制i’ll1作動盃11度近くまでの加熱の期間45
秒°にわたって生じた先端、本体湿度(・まそ、ltそ
れ線62.64で示しである。ここに示した先端、本体
益度は、端子に11.5ボルトの゛底圧を印加し1こと
きに各コイルの中間点で外装の表面をi(+1定したも
のである。そ2tによって生じた電流が線66で示しで
ある。こオtでわかるように、先端の温度は急勾配で上
昇し、約io秒で850℃に到達し、45秒後1000
℃をやや越えろ温度で安定する。PTC本体コ・rルに
隣接した本体部分の湿度は緩い率で上昇する8本体コイ
ルの初期抵抗値が比較的低く、先端コイルから比較的断
熱さJtているからであ、5゜本体コイル温度が上昇す
るにつれて、その抵抗もかなり上昇し、全電流が図に示
すように低Fし、最終的には約11.5アンペアの初J
tJ] [流かも約6アンペアの比較的安定したレベル
に達する。こオtにより、本体および先端の席1度が安
定することになる。抵抗および熱放散区域を含むこのグ
ロー・プラグの設計により、本体コイルに隣接した本体
部分の温度は約831) ’Cで女’y’t L、J)
′r c本体コイル拐科の作動範囲が広がり、しかも
故障もなしに図に示すように先端の作動Y温度よりかな
り低くなる。
romeVワイヤサイス 28ケージ 0.32+廁
28ケージ0.32+m(,0125in、)
(,0125in、)長さ 16.5
間(,65石) 6.35咽(,25in、)抵抗
(冷間) 0.30オーム 0.70オーム
電力(C合間) 40ワツト 93ワ
ツト抵抗(熱間) 1.3オーム 0.7オ
ーム屯力(熱間) ・13ワツト 2
:3ワツトtle縁(J’HMg O粉>i 外装材料 Inconel fi[)1外装
外径 5 mm 公称コイル間隔 5朝 第1表に挙げた仕様を実質的に何するグロー・プラグの
ウオーミングアツプ、利潤1特性が第3図に示しである
。制i’ll1作動盃11度近くまでの加熱の期間45
秒°にわたって生じた先端、本体湿度(・まそ、ltそ
れ線62.64で示しである。ここに示した先端、本体
益度は、端子に11.5ボルトの゛底圧を印加し1こと
きに各コイルの中間点で外装の表面をi(+1定したも
のである。そ2tによって生じた電流が線66で示しで
ある。こオtでわかるように、先端の温度は急勾配で上
昇し、約io秒で850℃に到達し、45秒後1000
℃をやや越えろ温度で安定する。PTC本体コ・rルに
隣接した本体部分の湿度は緩い率で上昇する8本体コイ
ルの初期抵抗値が比較的低く、先端コイルから比較的断
熱さJtているからであ、5゜本体コイル温度が上昇す
るにつれて、その抵抗もかなり上昇し、全電流が図に示
すように低Fし、最終的には約11.5アンペアの初J
tJ] [流かも約6アンペアの比較的安定したレベル
に達する。こオtにより、本体および先端の席1度が安
定することになる。抵抗および熱放散区域を含むこのグ
ロー・プラグの設計により、本体コイルに隣接した本体
部分の温度は約831) ’Cで女’y’t L、J)
′r c本体コイル拐科の作動範囲が広がり、しかも
故障もなしに図に示すように先端の作動Y温度よりかな
り低くなる。
このグロー プラグのウオーミングアツプ・特性は加熱
要素を囲む外装付きヒータ部分の質量をできる限り小さ
く作ることによって助 /けらJtろことは認識さI’
t 7こい。こ7tは、グロー・プラグ−C用iヒな5
mの外装直径Cぐ用いろことによって部分的に行なわ1
1ろ。さらに、先端コイルを囲む先端部分の熱質H1は
、材質、抵抗を選んで比較的高い熱容量を持つ実質的ケ
こより短い先端コイルとすることによって本体コ・rル
を囲む本体部分に対して小さく作る。
要素を囲む外装付きヒータ部分の質量をできる限り小さ
く作ることによって助 /けらJtろことは認識さI’
t 7こい。こ7tは、グロー・プラグ−C用iヒな5
mの外装直径Cぐ用いろことによって部分的に行なわ1
1ろ。さらに、先端コイルを囲む先端部分の熱質H1は
、材質、抵抗を選んで比較的高い熱容量を持つ実質的ケ
こより短い先端コイルとすることによって本体コ・rル
を囲む本体部分に対して小さく作る。
これにより、先端部分が燃ネ1点火湿度まで急速にウオ
ーミングアツプするのを+iJ能とすると用足、本体コ
イルの温度上昇率イど緩X〕かにして先端が所望燃料点
火&1度に到達した後まで調節作用の全影響を遅らせろ
ことができろ。
ーミングアツプするのを+iJ能とすると用足、本体コ
イルの温度上昇率イど緩X〕かにして先端が所望燃料点
火&1度に到達した後まで調節作用の全影響を遅らせろ
ことができろ。
本発明を説明の目的で選んだど侍定の実施例(lこつい
て説明してきたが、・究明の、圃念から逸脱することな
く数多くの変更をなし711ろことは了解さJtたい。
て説明してきたが、・究明の、圃念から逸脱することな
く数多くの変更をなし711ろことは了解さJtたい。
したがって、本発明は記載(−た実施例に限定さitろ
ものではなく、特許請求の範囲の表現ケこまってK「さ
、11ろ全範囲を持つものであると考える。
ものではなく、特許請求の範囲の表現ケこまってK「さ
、11ろ全範囲を持つものであると考える。
第1図は本発明によるヒータ組立体を荷下るグロー・プ
ラグの部分積1t、rr而図である。 第2図は第1図のグ1」−・プラクのヒータ組立体の拡
大横断面図である。 第3図は本発明によるクロー・プラグのL持定の実施列
かεろのウオーミンクアップ・テークを示すクラ7の図
で、Glろ。 〔主要部分の符号の説明〕 10・・・自己調整式電気抵抗グロー・プラグ・已−夕 24・・・外装、30・・・二重コイル加熱要素、32
・・加熱安素θ〕一端、 42・・伝熱性1程気絶縁体、 44・・先端コイル、46・・・本体コイル、48.5
4・・高抵抗発熱部、 52.60・・・低抵抗接続部。 第1頁の続き (7々発 明 者 ジョン・アール・ティラーアメリカ
合衆国48446ミシガン ・ラピアー・ウェスト・ハンダ ース・クリーン・ロード1653
ラグの部分積1t、rr而図である。 第2図は第1図のグ1」−・プラクのヒータ組立体の拡
大横断面図である。 第3図は本発明によるクロー・プラグのL持定の実施列
かεろのウオーミンクアップ・テークを示すクラ7の図
で、Glろ。 〔主要部分の符号の説明〕 10・・・自己調整式電気抵抗グロー・プラグ・已−夕 24・・・外装、30・・・二重コイル加熱要素、32
・・加熱安素θ〕一端、 42・・伝熱性1程気絶縁体、 44・・先端コイル、46・・・本体コイル、48.5
4・・高抵抗発熱部、 52.60・・・低抵抗接続部。 第1頁の続き (7々発 明 者 ジョン・アール・ティラーアメリカ
合衆国48446ミシガン ・ラピアー・ウェスト・ハンダ ース・クリーン・ロード1653
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 自己調整式電気抵抗グロー・プラグ・ヒータであっ
て、一端を閉鎖さ11だ細長い導這性管状金属製の外装
を有し、該外装が長手方向に延びる自己A祭式二重コイ
ル加熱要素を収容しており、該加熱要素が一端を外装の
閉鎖端に隣接して前記外装に電気的にアースしてあり、
他の部分が伝熱性′電気絶縁体ンこよって絶縁してあ゛
・す、前記加熱要素が急速加熱用依端コイルと電流調節
正篇度係数本体コイルとを有し、該先端コイル及び本体
コイルはそ7′1.ぞ7を前記外装の隣接の露出した先
端部および本体部内の共通軸線」二に直列に接続してあ
りかつ長手方向に隔たっており、前記先端コイルが外装
の閉鎖端と接続しかつそれに近接して配置してあり、ま
た、この先端コイルが特定の゛電流で外装の隣接先端部
を所望のIL常常動招福1度で加熱するのに有効な所定
の電気抵抗値を有し、前記本体コイルが先端コイルとそ
れの外装閉鎖端から離才したl:hiθ〕ところで接1
Vf、シてあり、またこの先端コイルが前記先端部c7
.)所定正常動作招、度よりも実質的に低い本体部温度
で前記特定の底流を与えかつもつと代い動作6m度で先
ψ;111コイルの急速ウオーミングアツプのための実
質的に高い電流を与えろようになっている市気砥抗の正
の温度係数を持っている型の自己調整弐市気抵抗グロー
・プラグ・ヒータにおいて、前記本体コイルが、熱の発
生を最小限とする低抵抗′「に気接続部によって前記先
W::A−1]イルに接続してあり、前記先端コイル及
び本体コイルの高抵抗発熱部がiIJ記代抵抗接続と1
1へによって実質的な距離に隔てらオtてぃて、こJt
らのコイルを熱的に互いに隔離すると共にmJ記売先端
コイルらより低い福1度の前記本体コイル−1の熱の云
達を!1ill限して前記本体コイル動作耐久性を高め
ろようにしたことを特徴とする自己調整代′跳気抵抗グ
ロー・プラグ・ヒータ。 2、特許請求の範囲第1項記載の自己調整式電気抵抗ク
ロー・プラグ・ヒータにおいて、前記コイルが隔たった
発熱部を有し、これらのコイルの隣接端がコネクタ部を
形成しており、こオtものコネクタ部がらせん形態とな
っておりかつそれぞれのコ・fルの隣接した発熱部に対
して縮径部となっており、Citら縮径1うせん状のコ
ネクタ部の一方が他方の内側に挿入さ2tておりかつコ
ネクタ部の広い面積πわだって2つのコイルを接続する
ように密着成金しており、そn、によって、コイル間の
前記低抵抗電気接続部を与え、この接続部が低温動作を
なしかつ長寿命であることを特徴とする自己調整代′屯
気抵抗グロー・プラグ・巳−タ。 3 特許請求の範囲第2項記載の自己調整式電気抵抗グ
ロー・プラグ・ヒータにおいて、前記縮径すぜん状コネ
クタ&13がその広(・面7漬にわたって互いに溶接し
てあってコイル間の前記低抵抗、低温動作長))命電気
接続部を、提供することをq寺徴と一1″る白己調整弐
亀気抵抗グロー・プラグ・巳−タ。 4 特許請求の範囲第2項一1.たは第:3項記載の自
己調整式電気抵抗グロー・プラグ・ヒータにおいて、前
記らせん状コネクタ部が同じ方向:lidよび同じリー
ドで巻いてあり、相互係合しているコネクタ部を互いに
ねじ係合させろような寸法となっていることを特徴とす
る自己調整式電気抵抗グロー・プラグ・ヒータ。 5 特許請求の範囲第1項乃至第4項のし・ずオtか1
つの項に記載の自己調整式電気抵抗グロー・プラグ・ヒ
ータにおいて、前記先端コイルの発熱部と前記本体コ・
「九の発熱部との間の距離が前記管状外装の隣接外径よ
り50%小さい値からそれより50係大キイ値までの範
囲にあることを特徴とする自己8均整式成気J且抗グロ
ー・プラグ・ヒータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/392,600 US4423309A (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Quick heat self regulating electric glow heater |
US392600 | 1982-06-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5921919A true JPS5921919A (ja) | 1984-02-04 |
JPH0155367B2 JPH0155367B2 (ja) | 1989-11-24 |
Family
ID=23551265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58115296A Granted JPS5921919A (ja) | 1982-06-28 | 1983-06-28 | 急速加熱自己調整式電気グロー・プラグ・ヒータ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4423309A (ja) |
EP (1) | EP0098035B2 (ja) |
JP (1) | JPS5921919A (ja) |
CA (1) | CA1207620A (ja) |
DE (1) | DE3372818D1 (ja) |
Cited By (3)
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