JPS61107013A - セラミツクグロ−プラグ - Google Patents
セラミツクグロ−プラグInfo
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- JPS61107013A JPS61107013A JP59227999A JP22799984A JPS61107013A JP S61107013 A JPS61107013 A JP S61107013A JP 59227999 A JP59227999 A JP 59227999A JP 22799984 A JP22799984 A JP 22799984A JP S61107013 A JPS61107013 A JP S61107013A
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- heater
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- glow plug
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Links
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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
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は始動のためディーゼルエンジンに装着されるセ
ラミックグロープラグの改良に関するものである。
ラミックグロープラグの改良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
いためにエンジンヘッド;:設けた側室等1ニゲp−プ
ラグを装着し、これに通電して赤熱し室内に噴射させた
燃料の一部を燃焼させて温度を上昇させ、エンジンの始
動性を向上させる方法が行われてお夛、グロープラグと
しては急速な昇温特性を持つことが要求されると共に、
近時は始動後も燃焼を安定化させるためのアフターグロ
ーとして長時間使用される傾向となっており、グロープ
ラグの耐久性の向上が益々要望されている。
いためにエンジンヘッド;:設けた側室等1ニゲp−プ
ラグを装着し、これに通電して赤熱し室内に噴射させた
燃料の一部を燃焼させて温度を上昇させ、エンジンの始
動性を向上させる方法が行われてお夛、グロープラグと
しては急速な昇温特性を持つことが要求されると共に、
近時は始動後も燃焼を安定化させるためのアフターグロ
ーとして長時間使用される傾向となっており、グロープ
ラグの耐久性の向上が益々要望されている。
これらの要求に応する急速加熱型グロープラグとして、
高融点金属のタングステン等を線材とした発熱線を窒化
珪素(131,N4)を主体とするセラミツク粉末中に
埋設し、成形、焼結してなるセラミックヒータ−を発熱
体としたセラミックグロープラグが知られており、この
種セラミックグロープラグの従来例は第2図にその要部
を一部縦断面図として示す如き槁造をもつもので、図に
みられるように発熱線コイル1を埋設したセラミックヒ
ータ−(以下午にヒーターと略称する)2が、その先端
発熱部2−8を露出させて金属外筒3の内腔にろう接さ
れ、同時に発熱線コイル1の一端に接続されたリード線
1□が電気的に接続されると共に。
高融点金属のタングステン等を線材とした発熱線を窒化
珪素(131,N4)を主体とするセラミツク粉末中に
埋設し、成形、焼結してなるセラミックヒータ−を発熱
体としたセラミックグロープラグが知られており、この
種セラミックグロープラグの従来例は第2図にその要部
を一部縦断面図として示す如き槁造をもつもので、図に
みられるように発熱線コイル1を埋設したセラミックヒ
ータ−(以下午にヒーターと略称する)2が、その先端
発熱部2−8を露出させて金属外筒3の内腔にろう接さ
れ、同時に発熱線コイル1の一端に接続されたリード線
1□が電気的に接続されると共に。
さらに金属外筒3が主体金具4の軸孔にろう接され′電
気的に接続されてQ電極が構成され、又発熱線コイル1
の他端に接続されたリード線1−2はヒーター2の後端
部から導出され、図示しないプラグの後端部で主体金、
に4と絶縁された■電極端子に接続されてなるものであ
る。
気的に接続されてQ電極が構成され、又発熱線コイル1
の他端に接続されたリード線1−2はヒーター2の後端
部から導出され、図示しないプラグの後端部で主体金、
に4と絶縁された■電極端子に接続されてなるものであ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記セラミックグローブ2グにおけるヒータ
ー2は、窒化珪素焼結体に焼結助剤として添加したAl
2O5+ Y20m * MgOなどが窒化珪素と反応
して粒子の間にガラス分として存在しており。
ー2は、窒化珪素焼結体に焼結助剤として添加したAl
2O5+ Y20m * MgOなどが窒化珪素と反応
して粒子の間にガラス分として存在しており。
従来はこのヒーター表面が焼放し又は研磨された状態の
ままで先端部分をエンジン燃焼室内に露出し1000℃
以上の高温且つ酸化還元が同時に存在する過渡的雰囲気
中で高圧、高速のガス流に直接−されていたため、上記
窒化珪素粒子間に存在するガラス分がエロージョン及び
コロ−ジョン等の侵食を受はヒーターがやせ細り、内部
に埋設した発熱線1からの熱伝導が変化して所定の昇温
特性が得られない詐りでなくセラミック割れを生ずる等
の問題点があった。
ままで先端部分をエンジン燃焼室内に露出し1000℃
以上の高温且つ酸化還元が同時に存在する過渡的雰囲気
中で高圧、高速のガス流に直接−されていたため、上記
窒化珪素粒子間に存在するガラス分がエロージョン及び
コロ−ジョン等の侵食を受はヒーターがやせ細り、内部
に埋設した発熱線1からの熱伝導が変化して所定の昇温
特性が得られない詐りでなくセラミック割れを生ずる等
の問題点があった。
〔問題点を解決するための手段、作用〕本発明者等は上
記せる如き従来のセラミックグロープラグにおける問題
点を解決するため、エンジン燃焼室内に露出するヒータ
ー表面に耐熱性材料によるコーティングを施し表向を保
護することに着眼し、種々実鹸、検討を重ねた結果、ヒ
ーター表面1:0VD(化学蒸着)によ、り ”IC+
”/20m又は81.N、のコーティングを施すこと
により好結果が得られることを見出したものであって、
1310をコーティングしたものは5 )tm の形成
膜で1300°Cの高温に安定して耐えるものが得られ
ること、又i/、 o、をコーテイング材とするものは
熱膨張が大きいため予め処理表面にA101の層を0.
5μm厚に形成・した後人60.膜を2μm厚形成させ
ることにより好結果が得られること、さらに8i、H4
をコーティングしたものは1250℃以上の温度では前
記せるヒーターの焼結体のガラス分と81.H4,が反
応し、て810□ を形成する為長時間の使用に耐えな
いが、燃焼室内の温度は1250℃を超えることがない
ため十分実用に供し得ること等が確認され。
記せる如き従来のセラミックグロープラグにおける問題
点を解決するため、エンジン燃焼室内に露出するヒータ
ー表面に耐熱性材料によるコーティングを施し表向を保
護することに着眼し、種々実鹸、検討を重ねた結果、ヒ
ーター表面1:0VD(化学蒸着)によ、り ”IC+
”/20m又は81.N、のコーティングを施すこと
により好結果が得られることを見出したものであって、
1310をコーティングしたものは5 )tm の形成
膜で1300°Cの高温に安定して耐えるものが得られ
ること、又i/、 o、をコーテイング材とするものは
熱膨張が大きいため予め処理表面にA101の層を0.
5μm厚に形成・した後人60.膜を2μm厚形成させ
ることにより好結果が得られること、さらに8i、H4
をコーティングしたものは1250℃以上の温度では前
記せるヒーターの焼結体のガラス分と81.H4,が反
応し、て810□ を形成する為長時間の使用に耐えな
いが、燃焼室内の温度は1250℃を超えることがない
ため十分実用に供し得ること等が確認され。
かかる耐熱性コーティングによって燃焼室内に露出する
ヒーター先端部表面が保−されることにより、高温、高
圧、高速の燃焼ガスによるエロージョン及びコロ−ジョ
ンを防止するものである。
ヒーター先端部表面が保−されることにより、高温、高
圧、高速の燃焼ガスによるエロージョン及びコロ−ジョ
ンを防止するものである。
つ□ぎに本発明の実施例を第1図に照し説明する。
なお図では第2図と同一部分を同一符号で示した。
・本発明セラミックグロープラグは第1図(手に示すよ
うに金属外筒3の内腔にろう接屯れその先端から露出す
るヒーターの発熱部2−1の表面に、810もしくはA
/、 0.又はBi、 N、 ヲovn ニ、J: D
形成してなる耐熱性のコーティング5が施されてなるも
のであって、このコーティング形成手段の実施例を第1
図(噂を用いて以下に説明する。 ・図に示す如く先
ず被処理ヒーター2には、コーティングを施す先端発熱
部2−□を除く他の部分にグラファイト粉末(#120
)を結合剤(例えばフェノール樹脂)と混練したペース
ト2−8を塗布し反応管6に入れ黒鉛ホルダー7で固定
し、81Cのコーティングに於てはトリクロルメチルシ
ランをH8をキャリアガスとして矢印で示すように反応
管6に導入し、高周波誘導加熱8により被処理ヒーター
2を1200−1250 ℃になるように保持′L5分
間処理することにより表面に約10μmの810被膜を
形成させた後と9出し、前記グ27゛アイト粉末塗布層
をグラインダーで除去し、先端発熱部2−8表面を81
0でコーティング5してなるヒーターを得た。
うに金属外筒3の内腔にろう接屯れその先端から露出す
るヒーターの発熱部2−1の表面に、810もしくはA
/、 0.又はBi、 N、 ヲovn ニ、J: D
形成してなる耐熱性のコーティング5が施されてなるも
のであって、このコーティング形成手段の実施例を第1
図(噂を用いて以下に説明する。 ・図に示す如く先
ず被処理ヒーター2には、コーティングを施す先端発熱
部2−□を除く他の部分にグラファイト粉末(#120
)を結合剤(例えばフェノール樹脂)と混練したペース
ト2−8を塗布し反応管6に入れ黒鉛ホルダー7で固定
し、81Cのコーティングに於てはトリクロルメチルシ
ランをH8をキャリアガスとして矢印で示すように反応
管6に導入し、高周波誘導加熱8により被処理ヒーター
2を1200−1250 ℃になるように保持′L5分
間処理することにより表面に約10μmの810被膜を
形成させた後と9出し、前記グ27゛アイト粉末塗布層
をグラインダーで除去し、先端発熱部2−8表面を81
0でコーティング5してなるヒーターを得た。
なお上記のコーティング形成手段において、処理温度を
1200−1250℃に保持した理由は、1200°C
未満の温度では反応速度が著るしぐ低下し、1250℃
を超えると結晶成長が速くなり過ぎ生成膜が粗くなるた
めである。
1200−1250℃に保持した理由は、1200°C
未満の温度では反応速度が著るしぐ低下し、1250℃
を超えると結晶成長が速くなり過ぎ生成膜が粗くなるた
めである。
又I Q Q torrの減圧下で上記OVD 処理を
行なったところ10μmの被膜を形成させるのに20分
を要したが膜厚が均一となり、数十水の処理がロエ能と
なった。
行なったところ10μmの被膜を形成させるのに20分
を要したが膜厚が均一となり、数十水の処理がロエ能と
なった。
つき゛にAl!zO,のコーティングは前実施例におけ
る場合と同様反応管6中に被処理ヒーター2を固定し、
まずAICexとCO,の混合物をH8とN2の混合ガ
スをキャリアガスとして流して10 torr 。
る場合と同様反応管6中に被処理ヒーター2を固定し、
まずAICexとCO,の混合物をH8とN2の混合ガ
スをキャリアガスとして流して10 torr 。
1000°O−’時間保持しヒーターの先端発熱部2−
8表向にA7QNの被膜を0.5μm形成させた。その
後キャリアガスをH2ガス単一とし、 10 tor
r。
8表向にA7QNの被膜を0.5μm形成させた。その
後キャリアガスをH2ガス単一とし、 10 tor
r。
1000 ”02時間保持して、ヒーターの先端発熱部
2−1の表面AI!ON膜上にA/、 o、の被膜を2
11m厚形酸形成た。
2−1の表面AI!ON膜上にA/、 o、の被膜を2
11m厚形酸形成た。
また81□N4のコーティングは、前記と同様反応管6
中に固定した後8101!、とN2の混合物をH,ガス
をキャリアガスとして流して、加熱してGVI)処理す
ることによシヒーターの発熱部2−1表面にSi、 H
4の被膜を形成させた。
中に固定した後8101!、とN2の混合物をH,ガス
をキャリアガスとして流して、加熱してGVI)処理す
ることによシヒーターの発熱部2−1表面にSi、 H
4の被膜を形成させた。
実施例では小型の高周波誘導加熱のCVD装置を用いた
例を示したが、加熱方式は、抵抗加熱でも。
例を示したが、加熱方式は、抵抗加熱でも。
赤外線輻射加熱でも良く、装置も市販の大型設備を使用
してはじめて実用化されるものである。
してはじめて実用化されるものである。
第1図((イ)に示す如き先端発熱部2−1の表面に上
記実施例における3種類のコーティング5を施してなる
セラミックヒータ−試料につき机上テストとして1気圧
の水蒸気中で1200℃% 1250°C11300°
C% 1350℃の通電昇温テストを行なった結果、未
処理品は1200°C150時間でヒーター径3.ON
が2.95諸となりやせたが、コーテイング品はいずれ
のものも全く異常が認められなかった。
記実施例における3種類のコーティング5を施してなる
セラミックヒータ−試料につき机上テストとして1気圧
の水蒸気中で1200℃% 1250°C11300°
C% 1350℃の通電昇温テストを行なった結果、未
処理品は1200°C150時間でヒーター径3.ON
が2.95諸となりやせたが、コーテイング品はいずれ
のものも全く異常が認められなかった。
父上記聞様のセラミックヒータ−試料を用いたグロープ
ラグな実車のエンジンに装着し、ヒーターの発熱部の表
面温度i、o s ooCで200時間の連続高負荷運
転を行ないその間50時間毎にヒーターのやせを調査し
た結果未処理品は200時間後においてC0INのヒー
ター径が2.9顛にやせたがコーテイング品はいずれの
ものも異常なくコーティングの効果が明らかに認められ
た。
ラグな実車のエンジンに装着し、ヒーターの発熱部の表
面温度i、o s ooCで200時間の連続高負荷運
転を行ないその間50時間毎にヒーターのやせを調査し
た結果未処理品は200時間後においてC0INのヒー
ター径が2.9顛にやせたがコーテイング品はいずれの
ものも異常なくコーティングの効果が明らかに認められ
た。
以上の説明から理解されるように本発明セラミックグロ
ープラグは、エンジンの燃焼室内に金属外筒から露出す
るヒーターの先端発熱部表面が耐熱性、耐食性の優れた
コーティングによって保護されることにより、燃焼ガス
によるエロージョン、コロ−ジョンの発生が抑止され、
ヒーターの損耗を防止できる特長をもつものであって、
窒化珪素を主体とする従来のセラミックヒータ−の問題
点を解決した耐久性を向上させたセラミックグロープラ
グを提供し得るものである。
ープラグは、エンジンの燃焼室内に金属外筒から露出す
るヒーターの先端発熱部表面が耐熱性、耐食性の優れた
コーティングによって保護されることにより、燃焼ガス
によるエロージョン、コロ−ジョンの発生が抑止され、
ヒーターの損耗を防止できる特長をもつものであって、
窒化珪素を主体とする従来のセラミックヒータ−の問題
点を解決した耐久性を向上させたセラミックグロープラ
グを提供し得るものである。
第1図((イ)は本発明セラミックグロープラグの要部
を示す実施例の縦断面図、同図(弓は本発明セラミック
グロープラグにおけるヒーター表面へのコーティング手
段説明図、第2図はセラミックグロープラグの従来例の
要部を示す縦断面図である。
を示す実施例の縦断面図、同図(弓は本発明セラミック
グロープラグにおけるヒーター表面へのコーティング手
段説明図、第2図はセラミックグロープラグの従来例の
要部を示す縦断面図である。
Claims (3)
- (1)セラミツク焼結体中に高融点金属の発熱線を埋設
してなるセラミツクヒーターが、先端部分を露出して外
側に嵌装された金属外筒の内腔にろう接されると共に、
該金属外筒が主体金具の軸孔先端部にろう接されて成る
セラミツクグロープラグにおいて、前記セラミツクヒー
ターの少なくとも金属外筒から露出する表面に、耐熱性
を有するコーテイングが施されてなることを特徴とする
セラミツクグロープラグ。 - (2)前記セラミツクヒーターのセラミツク焼結体が窒
化珪素焼結体である特許請求の範囲第1項記載のセラミ
ツクグロープラグ。 - (3)前記セラミツクヒーターの表面に施された耐熱性
を有するコーテイングが、化学蒸着された炭化珪素(S
iC)、アルミナ(Al_2O_3)、又は窒化珪素(
Si_3N_4)からなることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のセラミツクグロープラグ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59227999A JPS61107013A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | セラミツクグロ−プラグ |
US07/144,725 US4786781A (en) | 1984-10-31 | 1988-01-14 | Silicon nitride glow plug with alumina corrosion and erosion protective coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59227999A JPS61107013A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | セラミツクグロ−プラグ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61107013A true JPS61107013A (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=16869589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59227999A Pending JPS61107013A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | セラミツクグロ−プラグ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4786781A (ja) |
JP (1) | JPS61107013A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63297925A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Kyocera Corp | 高耐蝕性グロ−プラグ |
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