JPS61237919A - セラミツクグロ−プラグ - Google Patents

セラミツクグロ−プラグ

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JPS61237919A
JPS61237919A JP7991385A JP7991385A JPS61237919A JP S61237919 A JPS61237919 A JP S61237919A JP 7991385 A JP7991385 A JP 7991385A JP 7991385 A JP7991385 A JP 7991385A JP S61237919 A JPS61237919 A JP S61237919A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
rod
ceramic
ceramic heater
length
Prior art date
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Pending
Application number
JP7991385A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyoshi Nakanishi
中西 徳好
Masabumi Chikaraishi
力石 正文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP7991385A priority Critical patent/JPS61237919A/ja
Publication of JPS61237919A publication Critical patent/JPS61237919A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は主としてディーゼルエンジンの副燃焼室に装置
してエンジンの着火始動を行うセラミックグロープラグ
に関し、さらに詳細にはエンジンの着火時の急速昇温特
性に優れ、かつ温度飽和時のピーク温度を低く制御する
ことのできるセラミックグロープラグに関するものであ
る。
「発明の前景」 市販のセラミックグロープラグには純タングステン、純
モリブデンまたはこれらに他の添加物(アルミニウム、
シリコン等)を添加した発熱体が用いられている。発熱
体はその発熱温度埼(上昇すると抵抗値も大きくなり、
これをPTC特性(温度に対する抵抗変化率)と一般に
称している。そのようなグロープラグに使用される発熱
体はこのPTC特性が比較的小さいが未だ充分とはいえ
ない。一般の抵抗体の発熱体素線としてPTC特性、す
なわち温度に対する抵抗変化率(高温抵抗値/常温抵抗
値=RT/ R25)は例えばRT = 800℃の高
温において約3以上である。
このようなPTC特性を有する発熱体はP=IV(V=
IR)の一般式(ここでP=発熱体の発熱量、■は電流
、Rは抵抗値、■は印加電圧で一定とする)から発熱体
の温度が上昇しその抵抗値Rが大きくなると、電圧■が
一定であるので電流が減少し、結果として発熱量Pがそ
の後下降することとなる。このことはブレーキングコイ
ルを使用した自己飽和型グロープラグを得るためにはグ
ロープラグ発熱体のPTC特性が小さいものである必要
がある。
「従来の技術」 近時、上記のごときグロープラグのPTC特性を小さく
するために従来の純タングステン等に代りレニウム(R
e)を一定量添加したレニウム−タングステンを使用す
ることが提案されている(特開昭59−231321号
公報)。このようなレニウム−タングステンを使用する
とPTC特性が大巾に小さく改良されるが、一方レニウ
ム(Re)を多く添加すると、例えばタングステン(’
W)の熱膨張係数が4.4 xlO−’/℃であるのに
対し、レニウム(Re)含有率が30重量%のとき8 
Xl0−”/”Cと高くなり過ぎこの発熱線の膨張のた
めに窒化珪素質であるセラミックヒータにクランクが発
生する原因となる。また、レニウム(Re)をタングス
テン(匈)に多く含有させると脆化が生じ、線引加工が
困難であり、発熱線として加工可能なものであってもグ
ロープラグとして高−低温繰返し使用した場合断線を生
じる。さらに、レニウム(Re)は非常に高価であり余
り多くの使用は望めない。
第7図に示すようにレニウム(Re) 15%で抵抗温
度変化率は800℃において2.2程度である。
「問題点を解決するための手段」 本発明者等は、上記点に鑑み、鋭意研究の結果、温度に
対する抵抗変化率(RT/R25)がある−窓以上の変
化率を有する高融点金属の発熱線をある一定以上の熱伝
導率を有するセラミック焼結体中に埋設した棒状セラミ
ックヒータを金属外筒先端から一定長さ分だけ露出させ
、且つこのヒータの横断面積を制限することにより上記
欠点を解消できることを知見した。
したがって、本発明はレニウム(Re)の添加量の多い
タングステン(W)線を使用しなくてもPTC特性を小
さくでき、しなかって急速昇温一温度飽和型セラミック
グロープラグを提供することを目的とする。
本発明によれば温度に対する抵抗変化率(RT/R25
)がRT = 800℃のときRT/R25≧2.2で
ある高融点金属の発熱線を熱伝導率が0.03cal/
am −sec ・t:以上であるセラミック焼結体中
に埋設してなる棒状セラミックヒータを金属外筒の先端
から露出させ、この棒状セラミックヒータの露出部分の
長さしが2≦L≦7.5 mであり、横断面積Sが3≦
S≦13 ** ”であることを特徴とするセラミック
グロープラグが提供される。また、このようなセラミッ
クヒータは抵抗温度変化係数(RT/R25)がRT/
R25≦0.00182 T+1.50を満足するもの
である。
温度に対する抵抗変化率(RT/R25)をRT = 
800℃のときRT/R25≦2.2である場合、前述
したごとくレニウムを成る程度、例えば15重量%以上
含むタングステンを使用する場合に相当し、セラミック
ヒータにその熱膨張差のためクランクが生じたり、発熱
体の断線が生じたり且つ高価になる欠点があるからであ
る。
熱伝導率が0.03cal/cm−see −”C以上
であるセラミンク焼結体を使用する理由はこれ以下の熱
伝導率の焼結体を使用するとその露出部分の長さしおよ
び横断面積Sをどのように設計しても前述の抵抗温度変
化係数がRT/R25≦0.QO182T +1.50
を満足できないと考えられる。
棒状セラミックヒータを金属外筒の先端から露出させた
露出部分の長さLが2≦L≦7.5鶴であり、横断面積
Sが3≦S≦13n2とした理由は、発熱線およびセラ
ミック焼結体が上述の条件を満している場合であって露
出長さLがL≦7.5mmで、横断面積SがS≦131
112であれば前述の抵抗温度変化係数がRT/R25
≦0.00182 T +1.50を満足するからであ
る。
但し、露出長さしがL<2mおよび横断面積SがS<3
m”の棒状セラミックヒータは事実上設計が困難である
次に本発明が適用されるセラミックグロープラグの構造
について第1図に基づき説明する。本発明の棒状セラミ
ックヒータ1は高融点金属の発熱線2をセラミック粉体
3中に埋設してホットプレス法等により焼結させたもの
である。この棒状セラミクヒータ1の発熱体2の一端は
ブレーキングコイル4を介して陽極端子(+)側へ、他
端は金属管5を介して金属外筒6の短絡(−)側へ接続
している。そして、該棒状セラミックヒータ1は金属管
5を介して金属外管6に固定されており、この先端には
エンジンの点火に実質上寄与する赤熱部分、すなわち、
露出部分7を備えている。
「実施例1」 温度に対する抵抗変化率がRT = 800℃のときR
T/R25=約2.7の純タングステン線を熱伝導率が
0.03cal/cn+sec・℃の窒化珪素質焼結体
となり得る窒化珪素質粉末に埋設して、これをホットプ
レス法により焼結して棒状窒化珪素質ヒータを得た。該
棒状窒化珪素質ヒータを第1図に示すグロープラグの構
造のものに適用した。その際、該棒状セラミックヒータ
1の横断面積SをS”13m”に固定して金属外筒6の
先端の露出部分7の長さしをL=14ms(試料1)、
L=1.5 m (試料2)およびL=6m(試料3)
として、温度に対する抵抗変化率を第3図のグラフに示
した。
第3図から明らかなように露出部分の長さを短かくする
ほど、温度に対する抵抗変化率が減少していることが理
解される。
「実施例2」 上記と同様に作成される棒状セラミックヒータであって
、該セラミックヒータ1の金属外筒6先端からの露出部
分7の長さしを7.5鶴に固定して、次に横断面積Sが
S=16m”  (試料4)、5=13寵t (試料2
)およびS=7.5m”  (試料5)となるように棒
状セラミックヒータの径を変化させ、前記と同様の方法
にてその温度に対する抵抗変化率を調べ、その結果を第
4図のグラフに示した。
第4図から明らかなように露出部分の横断面積Sが小さ
くなる程、温度に対する抵抗変化率が減少していること
が理解される。
「実施例3」 上記と同様に作成されるセラミックヒータであって、該
セラミックヒータ1の金属外筒6先端からの露出部分の
横断面積S、をS=13m”に固定して金属外筒6先端
の露出部分7の長さしをL=14m、L=7.5 mm
およびL=6mmの試料1、試料2、試料3についての
昇温特性を第5図に示す。なお、この際、発熱体の抵抗
値は各々試料lは200 mΩ、試料2は240 mΩ
、試料3は260 raΩとして約3秒テ9oo℃に急
速昇温するようにした。試料1は高温ピークが高いので
、高−低温繰返し使用した場合セラミックグロープラグ
内にクランクが発生しゃすいことが判明シタ。試料1・
2・3に対応するブレーキングコイル4の昇温特性も同
様に第5図に示す。この際も試料1の場合はブレーキン
グコイルが高温となり軟化して耐久性が劣下しやすいの
に対し、試料2・3は比較的低温に抑制されている。
「実施例4」 上記と同様にして作成される棒状セラミクヒータであっ
て、該セラミックヒータ1の金属外筒6先端からの露出
部分7の長さしを7.5鶴に固定して次に横断面積Sが
S =16鶴” 、S =13n+”およびS=7.5
+n”の資料4、資料2および資料5について同様に昇
温特性をもとめたら第6図に示すようになった。なお、
この際使用する発熱抵抗体の抵抗値は各々試料4は20
0 mΩ、試料5は400mΩとして900℃に急速昇
温するようにした。試料4においては1250℃程度ま
で昇温するためセラミックグロープラグ内にクランクが
発生しやすい。
したがって、試料第1・4においてはセラミックロープ
ラグ内にクランクが発生しやすく、試料2・3・5にお
いてはクラックの発生は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的実施例の縦断面図、第2図は第
1図のn−n断面図、第3図は露出部分の断面積を固定
し、長さを変化させた際の抵抗温度変化率を示すグラフ
、第4図は長さを一定にし、断面積を変化させた際の抵
抗温度変化率を示すグラフであって、第5図は露出部分
の断面積を一定にして長さを変化させた際の昇温特性図
、第6図は露出部分の長さを一定にし、断面積を変化さ
せた際の昇温特性図、第7図はリチウム入りタングステ
ンの温度と抵抗温度変化率の関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)温度に対する抵抗変化率(RT/R25)がRT
    =800℃のときRT/R25≧2.2である高融点金
    属の発熱線を熱伝導率が0.03cal/cm・sec
    ・℃以上であるセラミック焼結体中に埋設してなる棒状
    セラミックヒータを金属外筒の先端から露出させ、この
    棒状セラミックヒータの露出部分の長さLが2≦L≦7
    .5mmであり、横断面積Sが3≦S≦13mm^2で
    あることを特徴とするセラミックグロープラグ
  2. (2)前記セラミックヒータの抵抗温度変化係数が以下
    の式を満足することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のセラミックグロープラグ RT/R25≦0.00182T+1.50 但し、RT=高温抵抗 R25=常温抵抗
JP7991385A 1985-04-15 1985-04-15 セラミツクグロ−プラグ Pending JPS61237919A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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