JPS59231321A - 自己制御型グロ−プラグ - 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、主として始動のためディーゼルエンジンに装
着される急速加熱型グローブ２グ、特に自己制御型グロ
ープラグに関するものである。

一般にディーゼルエンジンは低温時における始動性が悪
いために、シリンダー又は副燃焼室内にグロープラグを
装着し、室内の温度を上昇させてエンジンの始動性を向
上させる方法がとられておシ、始動時において急速な昇
温特性を持つことが要求されるとともに、近時におりて
は、グローブ−ラグを始動時に使用するのみでなく、始
動後も燃焼安定化のためのアフターグロ〜とじて長時間
使用する傾向となってお９、グロ−プラグの電気的なら
びに化学的耐久性が特に必要とされてきている。

この目的を達成するための急速加熱型グロープラグとし
て、線材にタングステン（Ｗ）を用いた発熱線がセラミ
ック焼結体中に埋設されてなる発熱ヒーターを発熱体と
した、セラミックグローブ２グを用いる場合があるが、
発熱線に高耐熱金属を用いているため、高温時に於ても
溶断するおそれは少ないが、急速昇温による熱衝撃によ
シセラミック割れを生ずるおそれがあるので、この場合
においては、これを防止する為に通電を制御するコント
ローラその他の補助手段を特に設ける必要のあることが
問題点であった。

又、この問題点を改善したものとして、セラミックヒー
タ−に、ヒーターの発熱線よシ大きい正の抵抗温度係数
をもつ抵抗体を直列に接続し、加熱電流の通電による急
速昇温時において、抵抗体の抵抗値を発熱線よシ速かに
増大させて通電電流を減少させ、ヒータ一部の過熱を防
止するようにした自己制御型グロープラグとして、発熱
線にＷを用い抵抗体の線材にＮｉ　、　Ｗ、　Ｍｏ等を
用いた従来例があるが、この種自己制御型グロープラグ
において、すぐれた自己制御機能をもたせる為には、発
熱線の線材と、抵抗体の線材の温度−抵抗係数（常温に
おける抵抗値と：　１ｏｏｏ℃の高温時における抵抗値
との比）に大きい差のあることが望ましく、例えば抵抗
体の線材にＮｉ　（温度−抵抗係数６〜７倍）を用いる
場合には、これと組合せ接続される発熱線の線材には、
温度−抵抗係数が４倍以下のものを用いるのが最も好ま
しい条件となるもので、この目的に用いられる発熱線材
料としてはＦθ−Ｏｒ％Ｎｉ　−Ｏｒ金合金があり、金
属シース内に充填された絶縁粉末中に発熱線が埋設され
てなるメタル型のこの種グロープラグには実際に使用さ
れている例があるが、セラミックヒータ−に用いるには
、融点が低くセラミックの焼結温度に耐えないこと及び
セラミック材料との熱膨張差が大きい等の理由により使
用できない為前記従来の自己制御型グロープラグのセラ
ミックヒータ−にはＷ発熱線が用いられておシ、このＷ
線材は、Ｗ成分が９９．９％以上の純Ｗに近いものであ
る為温度−抵抗係数が大きく、抵抗体の温度−抵抗係数
との差を大きくとることが出来ないために充分な自己制
御機能をもたせることが困難なものであった。

本発明者らは、このような実情に鑑み、温度−抵抗係数
の小さい発熱線材を得るため種々検討を行なった結果、
タングステン（Ｗ）を主成分とし、これにレニウム（Ｒ
ｅ）　、コバルト（００）、トリウム（Ｔｈ）、モリブ
デｙ　（Ｍｏ）　＋１ジルコニウＡ　（Ｚｒ）　　等の
１種又は２種以上を添加したＷ合金が最適のものである
ことを見出した。

第１図は、前記添加材料のうち最も効果的なＲｅを添加
したＷ合金につき、その添加量と温度−抵抗係数の関係
をグラフ化したものであって、グラフで見られるように
Ｒｅ　　の添加量は２〜５０重量％の範囲内で有効であ
シ、２重量係未満では温度−抵抗係数を４以下とするこ
とは難しく、添加量を多くするに従って加工性が悪くな
夛、５０重量％を超えると細線の線引加工が殆ど不可能
に近くなることも知り得た。なおＲｅ　の添加量は１０
〜３００〜３０重量％ましい。

また、その他のＷ合金の好適な組成割合を記すと、ｗ　
−ＯＱ金合金００５〜３０重量％）、Ｗ　−Ｍ。

合金（Ｍｏ　５〜６０重量％）、Ｗ−Ｔｈ合金（Ｔｈ　
５〜３０重量％）、Ｗ　−Ｚｒ合金（Ｚｒｓ　〜４０重
量％）が温度−抵抗係数４倍以下となシ高融点（２４０
０℃以上）を有して好ましい。

本発明自己制御型グロープラグは１発熱体として、前記
せるＷ合金を線材とした発熱線がセラミック焼結体中に
埋設されてなるセラミックヒータ−を用い、このセラミ
ックヒータ−に抵抗体を直列に接続し、その周囲に耐熱
絶縁材を充填してなる構造をもち、従来の問題点を解決
したものである。

以下本発明の実施例につき付図を用いて説明する。

第２図は本発明自己制御型グローブ２グの実施例の縦断
面図を示したもので、セラミックヒータ−１は、線材に
Ｗを主成分とし、これにＲｅを２０重量係添加したＷ合
金を用いたコイル状発熱線２を、５１３Ｎ、　、　Ｓｉ
Ｏ等を主成分とするセラミック粉体中に埋設し１円筒形
状に予備成型を行なった後。

ホットプレス法でセラミックを焼結させ、研磨あるいは
研削加工によシ外形仕上をしてなるもので１Ｌその後半
部外側に金属外筒３が嵌挿されてろう接され、同時に発
熱線の一端２ａが接続されている。而して金属外筒３は
、取付金具４の先端部内腔にろう接され○側電極となシ
、一方発熱線２の他端２ｂは、セラミックヒータ−１の
後端部に嵌装固着されたキャップ５にろう接され、この
ギャップ５に溶接されたり−ド棒６を経て線材にＮ１　
を用いた金属コイル状抵抗体７に接続され、さらに抵抗
体７の他端は中軸８に溶接されている。

而して取付金具４及び金属外筒３の内腔には、該内腔部
に配設されている前記各構成部が埋設されるように例え
ばＭｇＱあるいはガラス等の耐熱充填剤９が充填され、
中軸８は絶縁体１ｏを取付金具４との間に介在させて丸
ナツト１１で締付は固定され■電極となるような構造と
したものであって、前記せる如くセラミックヒータ−１
の発熱線２は、その線材としてＲｅを１０〜３０重量％
添加したＷ合金を用いていることにより、極めて低い温
度−抵抗係数（２〜４倍）のものとなり、またこれに直
列に接続する抵抗体７には正の温度−抵抗係数が５倍以
上となるＮ１線材（温度−抵抗係数６〜７倍）、Ｗ線材
（５〜６倍）、ＭＯ線材（５〜６倍）、Ｆθ線材（１０
〜１１倍）等を適宜用いて組合せている為、加熱電流の
通電による急速昇温時において、抵抗体７の温度−抵抗
係数が発熱線２のそれよシはるかに大であることによっ
て、抵抗体７の抵抗値が発熱線２より速かに増大し、自
己制御によシ加熱電流を減少せしめ、発熱線２の過熱を
極めて有効に防止することができるものである。

第６図（第２図と同一部分は同一符号で示す）は、本発
明自己制御型グロープラグの他の実施例につき、その縦
断面図を示したもので、先端部に配設するセラミックヒ
ータ−を、＃記実施例に示した円筒ル状のものから第４
図Ｕ）及び（ロ）にその要部を示す如きディスク形状の
ものに代えたものであって、ゼンマイコイル状に巻回さ
れた発熱線２′をセラミック粉体中に埋設してディスク
状に予備成型を行なった後、ホットプレス法でセラミッ
クを焼結させ、研磨あるいは研削加工によシ外形仕上し
てなるものである。而してゼンマイコイル状発熱線２′
の中心部から引き出された端部２′ａは、リード棒６′
に溶接され、このリード棒６′を経て抵抗体７に直列に
接続され、又セラミックヒータ−１′は、金属外筒３′
の先端部内腔に嵌装ろう接されて、発熱線２′の他端２
１　ｂが接続されている。以下本実施例のその他の構造
は前実施例と同様で説明を省略する。なお本実施例にお
ける発熱線２′及び抵抗体７に用いた線材ならびにセラ
ミック材質等も前実施例と全く同様のものである。

以上の説明から理解されるように１本発明自己制御型グ
ロープラグは、タングステン（Ｗ）に、Ｒｅ　。

Ｃ０１Ｔｈ％Ｍｏ、Ｚｒ等の１種又は２種以上が添加さ
れ、温度−抵抗係数が４倍以下となるようなＷ合金線材
を用いた発熱線を、七２ミック焼結体中に埋設してなる
セラミックヒータ−を発熱体とし。

これに正の温度−抵抗係数が５倍以上となるＮ１線材（
６〜７倍）Ｗ線材（５〜６倍）１ＭＯ線材（５〜６倍）
、Ｆθ線材（１０〜１１倍〕等を用いた抵抗体を直列に
接続した構造としたことによシ、通電昇温時において、
抵抗体の抵抗を発熱線の抵抗よ）速かに増大させ、加熱
電流を減少せしめて自己制御により発熱体の過熱を極め
て有効に防止出来る本ので、高価で繁雑な通電制御用コ
ントローラ等を特に必要としないコスト低下をはかシ得
る利点をもつ従来の問題点を解決した優れた特長を有す
るものであるみ

【図面の簡単な説明】

第１図は、ｗＶＣｕｅを添加したＷ合金の、Ｒｅの添加
量と、温度−抵抗係数との関係を示すグラ乙第２図は、
本発明自己制御型グロープラグの実施例縦断面図、第３
図はその他の実施例縦断面図で、第４図は第３図におけ
るセラミックヒータ−の要部を示し、何）は正面図、（
１：９は（イ）のＸ−Ｘ線における縦断面図である。 １．１’：セラミックヒータ−，２，２’：発熱線、３
．３’：金属外筒、４：取付金具、５：キャップ６．６
’：リード棒、７：抵抗体、８二中軸、９：充填剤、１
０：絶縁体、１に九ナツト 代理人　弁理士　竹　内　　　守 第１図 第３図 手続補正書（自発） 昭和５９年７月９日 特許庁長官　志　賀　　　学　　殿 １事件の表示 昭和５８年特許願第１０４１９９号 Ｚ発明の名称 自己制御型グロープラグ 五補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　愛知県名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号名
　称　　（４５４）日本特殊陶業株式会社４、代理人〒
１０１ 居　所　　東京都千代田区内神田二丁目１５番１３号＆
補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 Ｚ補正の内容　　　　　　　　　　　　　−別紙のとお
シ　　　　　　　　　　　　−Ｉ４ｊ’、ｆ、、　、７
．．１　　、Ｚ特許請求の範囲 （１）　　通電昇温時における発熱体の温度を制御する
ため、＊間取付金具の先端に設けた発熱体に、電流制御
用抵抗体が直列に接続されてなる自己制御型グローブ２
グにおいて、前記発熱体として、セラミック焼結体中に
、温度−抵抗係数（常温−ｉ、ｏ　ｏ　ｏ℃）が４倍以
下となるような抵抗温度係数をもつタングステンＣＩ）
合金の発熱線を埋設してなるセラミックヒータ−を用い
、該セラミックヒータ−が、取付金具内腔内において、
別に設けた正の温度−抵抗係数が５倍以上となるような
線材を用いた抵抗体に直列に接続されていることを特徴
とする自己制御型グローブ２グ。 （２）　　セラミックヒータ−に用いる発熱線の線材が
、タングステンＣＷ）にレニウム（Ｒす、コバル）　（
Ｃｏ）、トリウム（Ｔｈ）　、モリブデン（ＭＯ）　％
　ジルコニウム（Ｚｒ）　等の１種又は２種以上を添加
してなるタングステン（Ｗ）合金からなる特許請求の範
囲第１項記載の自己制御型グローブ２グ。 （５）　　抵抗体に用いる線材が、ニッケル（Ｎす、タ
ングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）　、鉄（Ｆり等
からなる特許請求の範囲第１項記載の自己制御型グロー
プラグ。 （４）　　センミックヒーターに用いる発熱線材がレニ
ウム（Ｒｅ）　２〜５０重量％と残部タングステン（Ｗ
）からなる特許請求の範囲第１項記載の自己制御型グロ
ープラグ。 ラム（Ｒｅ）１０〜３０重量％と残部タングステンｆｆ
）からなる特許請求の範囲第１項記載の自己制御型グロ
ープラグ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　通電昇温時における発熱体の温Ｋを制御する
   ため、機関取付金具の先端に設けた発熱体に、電流制御
   用抵抗体が直列に接続されてなる自己制御盤グローブ２
   グにおいて、前記発熱体として、セラミック焼結体中に
   、温度−抵抗係数（常温−１，０００℃）が４倍以下と
   なるような抵抗温度係数をもつタングステン（Ｗ）合金
   の発熱線を埋設してなるセラミックヒータ−を用い、該
   セラミックヒータ−が、取付金具内腔内において、別に
   設けた正の温度−抵抗係数が５倍以上となるような線材
   を用いた抵抗体に直列に接続されていることを特徴とす
   る自己制御型グロープラグ。
2. （２）　　セラミックヒータ−に用いる発熱線の線材カ
   ータングステン（Ｗ）にレニウム（Ｒｅ）　、コバルト
   （Ｃｏ）。 トリウム（Ｔｈ）、モリブデン（ＭＯ）　、ジルコニウ
   ム（Ｚｒ）　　等の１種又は２種以上を添加してなるタ
   ング−ステン（Ｗ）合金からなる特許請求の範囲第１項
   記載の自己制御型グロープラグ。
3. （３）　　抵抗体に用いる線材が、ニッケル（Ｎｉ）　
   、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）　、鉄（Ｆ
   θ）等からなる特許請求の範ＦＩＪｊ第１項記載の自己
   制御型グロープラグ。