JPS5956385A - ヒ−タ - 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】 産業上の利用分野 本発明はヒータに関し１例えばディーゼルエンジン用グ
ロープラグとして好適なヒータに関するものである。

従来技術 一般にディーゼルエンジンでは低温時における始動特性
が悪いためにそのシリンダ内にエンジン用グロープラグ
を設置しておき、これに通電して加熱させてシリンダ内
部の温度を上昇させ、これによりその始動特性を向上す
ることが行われている。

このようなグロープラグにおいて従来では第１図（イ）
に（す如く、ステンレス製チューブのような耐熱金属製
のシース１内にマグネシアのような耐熱絶縁粉末２を充
填し、ニクロム線３を埋設し。

このニクロム線３に通電してこれを発熱させている・・
この場合、ニクロム線３における発熱が耐熱絶縁粉末２
を径由してシース１に伝達されて放熱するために、前記
シリンダ内部の温度をその始動特性を向上させるために
必要な１例えば９００°Ｃ程度まで上昇させるために１
０秒以上必要とするのみならず、ニクロム線３の発熱温
度をこのシースｌの温度よりも１００〜３００°Ｃ程度
高温にしなければならないという欠点があった。

また、グロープラグとして第１１ｆｆｌ（ロ）に示すよ
うに、窒素珪素焼結体４の内部にタングステン線５を埋
設して約２．５秒位の通電時間で９００°Ｃまでシリン
ダの内部温度を上昇できるものが公知である。しかしこ
の場合でもグロープラグの表面を所定温度にするために
は、そのヒータ温度を１００〜３００°Ｃ位高温にしな
ければならなかった。

このように、第１図（イ）、（ロ）に示す如き従来のも
のでは、−ヒータ温度をグロープラグの表面温度よりか
なり高温にする必要があるために緊線の寿命が短くなる
のみならず、ヒータが所定温度に達してもグロープラグ
の表面が所定温度に達するのにかなりの時間遅れがあっ
た。

発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、前記の如きヒータ温間をプラグの表
面温度よりかなり両温にしなければならないということ
及び発熱体が所定温度になってもプラグの表面温厩が規
定直に達するまでにある程度の時間遅れが存在するとい
う問題点を解決することである。

この発明の他の目的は、製造時に難加工性のセラミック
スを加工しなければならないという問題点を解決するた
め、セラミックスの加工をほとんど必要としない加工性
のすぐれたヒータを提供することである。

問題点を解決するための手段 前記の如き問題点を解決するために、この発明では、ヒ
ータを黒鉛部分に抵抗の異なる領域を形成して抵抗の大
きい領域を発熱部となし、少なくともこの発熱部の黒鉛
表面上に緻密質耐酸化性膜を設け、前記黒鉛部分に通電
することにより抵抗の太さい領域を発熱させるように構
成したことを特徴とする。

実施例 本発明の一実施例構成を第２図により睨明する〇第２図
（イ）は本発明によるヒータの断面図を示し。

第２図（ロ）けヒータの主要部となる黒鉛導体の概略図
を示す。

第２図において１０は黒鉛導体、１１は導入部。

１２は発熱部、１３はスリット１１４け被膜、１５゜１
６は導電ターミナルである。

黒鉛導体１０は、第２図（＝）に示されるように。

電気抵抗を小さくするために肉厚部分に構成された導入
部１１と、電気抵抗を大きくするために肉薄部分に構成
された発熱部１２により構成され。

導入部１１と発熱部１２を通る幅が０．Ｏ１〜３１１Ｉ
Ｉ！１程度のスリット１３が設けられている。この発熱
部１２の断面積（スリット１３に対して垂直方向の断面
ａ）は抵抗を萬めて発熱し易くするために。

導入部１１の断面積（スリット１３に対して垂直方向）
のＴ以下である。

この黒鉛導体１０を高温下におきシリコン化合物ガスを
流せば熱化学反応が行われ、黒鉛導体ｌＯの露出面に、
第２滴０）に示す如くＳｉＣで構成された１０μｍ〜１
０００μｍの厚さの被膜１４が形成される。それから導
電ターミナル設置部分における被膜１４を適宜手段で除
去したのちに導電ターミナル１５．１６を設ける。導電
ターミナルは。

１５’、１６’に示す如く、設けてもよい。

このようにして構成された本発明のヒータでは。

導電ターミナル１５．１６に電源を接続すれば。

その極性によυ例えば矢印方向の電流が発熱部１２に流
れて急速に発熱し、ヒータとして作用することになる。

この場合９発熱部１２には薄い被膜１４が被覆されてい
るの養なのでその熱は直ちに外部に伝達され、これをグ
ロープラグとして使用した場合、１秒以下で９００°Ｃ
にまでその表面温度を上昇させることが可能となる。こ
の場合、　　ｓｉａの被膜１４は耐酸化性の緻冨質の被
膜であるために。

高温下においても化学変化を生ぜず安定である。

しかしこの被膜１４の厚みが１０μｍ以下の場合には８
ｉ０の被膜は容易に酸化する可能性があり。

また外力の作用によりピンホールのできる可能性がある
。そしてこの膜厚が１０００μｍを越せば熱が被膜を慣
通ずるための温度勾配が犬となるのみならず、昇降温の
とき、　８ｉ０と黒鉛との熱膨張率の差により被膜が剥
離し易くなる。

またスリット１３の幅は０．０１＋ｎｍ〜３霞が望まし
い。０．０１ｍ以下ではスリットの部分で短絡し易くな
り、３■以上では黒鉛ヒータ形状が必要以上に大きくな
る。

なお前記実施例では耐酸化性の緻密質の被膜としてＳｉ
Ｏを使用した例について説明したが、他のもの１例えば
５ｉｓＮ＜等の被膜を同様にして使用することができる
。この場合、　　５ｉｓＮａの被膜は真空蒸着法、ＯＶ
Ｄ法、０ＮＴＤ法、スパッタリング法等により形成する
ことができる。

ｓｉａや５ｉｓＮａ　、　Ａｔ２Ｑｓ等の耐酸化性緻密
質被膜は熱膨張率が２〜８Ｘ１０−’／’Ｏの範囲であ
り、黒鉛もまた材料を選択することにより熱膨張率を３
〜６×ｌＯでρＣに選ぶことができる。なお、　８ｉ０
　。

５ｉｓＮａの他ニ、　）ｄ、２０ｓ、　ＭｔＯ，Ｚｒα
ｔ、ＴｚＱｚ。

０ｒ２０ｓ等の酸化物、ＢＮ等の窒化物、およびＳｉＯ
以外の炭化物を用いることができる。

効果 この発明によれば発熱部１２における黒鉛部分が発熱し
、この発熱が薄い被膜１４を経由して直ちに放熱される
ので、昇温速度が極めて速い。しかも温度変化による素
線切れの心配はない。黒鉛はサーマルショックに極めて
強く、シかもその表面が耐酸性の緻密質被膜でカバーさ
れているのでその使用雰囲気や温度変化による影響を受
けることがなく、長寿命のヒータとして使用することが
できる。そして本発明ではあらかじめ易加工性の黒鉛を
加工してその表面に被膜を形成すればよいので、特別な
難加工を必要とせず、しかも被膜形成後の加工をほとん
ど必安としない。

本発明のヒータはディーゼルエンジン用のグロープラグ
として使用できるのみならず、ルツボその他の高級ヒー
タとしても使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のグロープラグの説明Ｖ、第２図は本発明
の一実施例構成図である。 ｌ：シース　　　　　２：耐熱絶縁粉末３：ニクロム線
　　　４：窒化珪素焼結体５：タングステン線　　ｌＯ
：黒鉛導体１１：導入部　　　　　　１２：発熱部１３
ニスリット　　　　　１４：被　膜１５．１５−１６，
１６′：導電ターミナル特許出願人　　東京電気化学工
業株式会社代理人　弁理士　　　　山　　谷　　晧　　
榮甘１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　黒鉛部分に抵抗の大きい領域を形成してこの領域
   を発熱部となし、少なくともこの発熱部の黒鉛表面上に
   緻密質耐酸化性膜を設け、前記黒鉛部分に通電すること
   により前記抵抗の大きい領域を発熱させるように構成し
   たことを特徴とするヒータ。 （２）前記黒鉛の一部分を他より小径に構成して発熱部
   ｅとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ヒータ。 （３）前記緻密質耐酸化性膜を８ｉ０．５ｉｓＮａ。 Ｂ　Ｎ、　Ａｚ２０３．　ＭｆＯ，ＺｒＯ２，Ｔｉ０ｚ
   　、　（３ｒｚＯａ等の炭化物、窒化物、酸化物にょシ
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ヒータ。