JPS6141826A - デイ−ゼルエンジン用グロ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明はディーゼルエンジンの副燃焼室または燃焼室内
を予熱するために用いられるグロープラグに関し、特に
速熱型としての機能を発揮させ得るとともにその発熱特
性を改良してアフターグローの長時間化を図ることが可
能となる自己温度制御型のディーゼルエンジン用グロー
プラグに関する。

〔従来技術〕

一部゛に、ディーゼルエンジンは低温時の始動性が悪い
ため、副燃焼室または燃焼室内にグロープラグを設置し
、これに電流を流して発熱させることにより、吸気温度
を上昇させあるいは着火源としてエンジンの始動性を向
上させる方法が採用されている。そして、この種のディ
ーゼルエンジン用グロープラグとして従来は、耐熱金属
製のシース内に耐熱絶縁粉末を充填してたとえば鉄クロ
ムまたはニッケルなどからなるコイル状の発熱線を埋設
した。いわゆるシース型グロープラグと呼ばれる構造の
ものが一般に用いられ、上述した副燃焼室または燃焼室
内で高温ガス中にさらされる等といった悪条件下におけ
る耐久性を保証し得るようなＳ成とされていた。

しかしながら、このようなシース型のグロープラグでは
、耐熱絶縁粉末およびシース等を介しての間接加熱であ
ることから熱伝達効率の面で問題であり、グロープラグ
の昇温に時間がかかりすぎ、速熱型として機能し得ない
ものであった。そして、このようなグロープラグでは、
その発熱温度をたとえば８００℃とするには数１０秒の
時間を必要とし、エンジンをすみやかに始動することが
できないものであった。さらに、上述したシース型では
、シース部分がエンジン燃焼室等といった悪条件下にさ
らされるばかりでなく、急速加熱を行なう際に内、昇温
度差が大きい等といった理由から、上述した発ａｌｌの
負担が大きく、その材料劣化により断線等を生じる等の
問題もあった。

このため、上述したシース等の代りに、発熱線をセラミ
ック材中に埋設するようにした棒状セラミックヒータを
用い、熱伝達効率を向上させてなるグロープラグがたと
えば特開昭５７−４１５２３号公報等により提案されて
おり、従来のシース型に比べその発熱特性に優れ、しか
も加熱時に短時間で赤熱させて温度立上り特性を大幅に
向上させ、速熱型としての性能を発揮し得るものである
。

しかしながら、このような利点をもつセラミックヒータ
を用いたグロープラグにおいても、その内部には従来の
シース型と同様に、単に一種類のＪＡ熱線が埋設されて
いるだけであるため、通電電力の制御などに若干の問題
を生じている。すなわち、この種のグロープラグにおい
て、加熱時における温度立上り特性を大幅に向上させる
ためには、通電初期に大電流を流して発熱線を急速に発
熱させることが考えられるが、発熱線の溶断を生じたり
、あるいは高熱によってセラミックヒータに悪影響を及
ぼす虞れがあり、さらにバッテリ、電気回路側に対して
も悪影響を及ぼし、ヒユーズの切断等の問題を生じるこ
ともあり、これを防ぐための温度制御手段を発熱線への
回路上に新たに設けることが必要で、その結果グロープ
ラグを含めた予熱？を置全体のコスト高を招くという欠
点があった。

このような発熱線への通電電力を自己制御してその発熱
特性を改善しヒータ部分での過加熱を防止し得る構成を
もつものとして、この種のグロープラグにおいて、その
発熱線（発熱体）よりも正の抵抗温度係数（ＰＴＧ）の
太き、な材料にて形成した抵抗体を、通電電力制御要素
としてグロープラグ内で発熱線と直列接続するようにし
た、いわゆる二種材料による自己温度制御型のものが、
たとえば特公昭４５−１１６４８号公報や特開昭５４−
１０９５３８号公報等により従来から既に提案されてい
るが、これら従来のグロープラグにあっては、その制ｇ
１機詣等の信頼性の面で問題を生じるばかりでなく、前
述したと同様に速熱性等の点でも問題を生じるものであ
った。

すなわち、前者の場合には、そのホルダ内に配設される
電力制御用の抵抗体を絶縁状態で安定して保持するため
に、ホルダ内壁に水ガラス等の絶縁材を充填するような
構成が採用されているが、その構造等が面倒かつ煩雑で
あるばかりでなく、絶縁材を高密度に充填することは事
実上不可能で、その結果抵抗体からの熱放散のばらつき
が大きく、その部分での熱容量を安定させることができ
ず、これにより発熱線側への通電電力制御性能を安定さ
せることができないといった欠点があった。

一方、後者の場合には、シース内で発熱線と抵抗体を直
列接続するような構成であるため、抵抗体部分での絶縁
材の充填効率を高密度とし、発熱特性を改善するうえで
効果的である反面、発熱線と抵抗体との接続が面倒かつ
煩雑で、組立性の面で問題であるばかりでなく、発熱線
側での発熱による熱影響が抵抗体に及ぶことを確実に防
止することは事実上困難なものであった。そして、この
ような構成では、抵抗体部分での絶縁材の充填効率を高
密度とし、ある程度の速熱化は図れるものの、その温度
上昇時間をたとえば１０秒以内というように速めること
はできず、また飽和温度を一定値以下（たとえば１００
０℃以下）とすること等ができないため、その結果エン
ジン始動後における通電いわゆるアフターグロ一時間の
長時間化を図ることができないという問題を生じるもの
であった。

特に、近年では、この種のディーゼルエンジン用グロー
プラグにあっては、エンジン始動後において一定時間の
間グロープラグに対し通電状態を維持することによりエ
ンジン内部での燃焼を円滑かつ適切に行なえるようにす
るという、いわゆるアフターグロ一方式を採用すること
に対しての要求が大きく、しかもそのアフターグロ一時
間を可能な限り長時間にすることが必要とされている。

すなわち、エンジン始動後においても、たとえば寒冷地
等にあってはエンジンが冷えすぎており、エンジンが暖
機状態になるまでには時間がかかるものである。また、
この非暖機状態では、アイドリング時の騒音が大きく、
また不完全燃焼に′より白煙が生じたり、エンストした
りするといった排気、騒音等の問題が生じるものであっ
た。

ところで、上述したディーゼルエンジンには、直接噴射
式のものと、副燃焼室式のものとがあり、前者の場合に
は、上述したアフターグロ一時間が約３０秒以内で充分
であることから、上述した従来構成のグロープラグにお
いてもその性能や耐久性等に悪影響を生じることはなく
、その使用にあたっての問題は小さいものである。

しかしながら、後者の場合には、アフターグロ一時間は
約３０秒程度では不充分で、その要求が約３分以上にも
及ぶことがあり、このような場合においてはグロープラ
グ各部の耐久性に悪影響を及ぼす虞れがある。すなわち
、この種のグロープラグにおいて１通常の予熱時（約５
秒程度）での印加電圧はＩＩＶ程度であるが、エンジン
が始動されるとレギュレータの設定電圧が一般に１４Ｖ
程度となるもので、これがグロープラグに印加されるこ
とから、アフターグロ一時間を長くすると高電圧のため
温度が上りすぎ、特にその内部に設けられた発熱体や抵
抗体部分での劣化や溶断等といった耐久性に影響を及ぼ
す虞れが生じている。

特に、近年ではディーゼルエンジンが一般の乗用車にも
多く採用されるようになっており、ガソリンエンジンに
対抗するうえで始動性がよいことが望まれ、速熱型のグ
ロープラグに対しての要求が大きいものであるが、その
一方においてエンジンの排気、騒音対策として長時間の
アフターグローをも達成することが望まれているもので
あり、これらは互いに相反する要求である。すなわち、
上述した速熱化を図るためには、通電初期において発熱
線側に大電力を迅速に供給しなければならないが、反面
長時間のアフターグローを可能とするには、上述した大
電力の供給は逆にその妨げとなるものである。したがっ
て、このような相反する発熱特性に対する要求を、簡単
な構成によって、それぞれの必要枠内で両立させること
ができるような何らかの対策を講じてなる簡易型のグロ
ープラグの出現が要望されている。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
負の抵抗温度係数の大きなセラミック材にて略筒状に形
成されその内、外周面とその一方の端面とに第１の抵抗
体としてヒータ膜が形成されたフィルムヒータを、中空
状ホルダの先端部に保持させるとともに、そのヒータ膜
の一端に直列に接続される第２の抵抗体を有するシーズ
ヒータを、金属製シース内に充填された耐熱絶縁粉末に
てその内部に第２の抵抗体を密封状態で埋設することに
より形成し、かつこのシーズヒータを、そのシース外周
部に耐熱絶縁性チューブを嵌装した状態で前記ホルダ内
に保持させるという簡単な構成によって、シーズヒータ
のもつ電力制御機能を効率よく発揮させて発熱特性を改
善するとともに、フィルムヒータのもつ速熱型としての
機濠を発揮させてその先端での迅速かつ適切な赤熱化を
図り、エンジンの始動性を大幅に向上させ、さらに上述
したシーズヒータの制御機能にてエンジンの排気、騒音
対策としての長時間のアフターグローを可能とし、しか
も全体の構造が簡単でその組立性等に優れてなる安価な
自己温度制御型のディーゼルエンジン用グロープラグを
提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細にａ明
する。

第１図および８８２図は本発明に係るディーゼルエンジ
ン用グロープラグの一実施例を示すものであり、これら
の図において、全体を符号１０で示すグロープラグは、
その表面に発熱体となる第１の抵抗体としてヒータ膜１
１を有し全体が略円筒状を呈するごとく負の抵抗温度係
＠　（ＮＴＣ）の大きなセラミック材にて形成されてな
る棒状ヒータとしてのフィルムヒータ１２と、この発熱
用フィルムヒータ１２を先端において保持する略管状を
呈する金属製ホルダ１３とを備え、このホルダ１３の後
端部には合成樹脂材などからなる絶縁ブツシュ１４を介
して外部接続端子１５が同心状に嵌め込まれて保持され
、またこの外部接続端子１５は、後述する電力制御機能
をもつ第２の抵萩体２０を有するシーズヒータ２１およ
び前記フィルムヒータ１２後端部からその軸孔１２ａ内
に嵌め込まれたフレキシブルワイヤ等の金属導線１６を
介してこのフィルムヒータ１２側のヒータ膜１１と接続
されている。

なお、前記外部接続端子１５の後端側に形成されたねじ
部には、絶縁リング１７ａおよびその固定用ナラ）１７
ｂ、さらには外部リード締付は用のナラ）１７ｃなどが
螺合して設けられ、図示せぬバッテリからのリード線な
どをす一／　）　ｌ　７　ｂ　。

１７ｃ間で挟みナツト１７ｃを締付けることによりこの
外部接続端子１５はバッテリ端子に電気的に接続される
。そして、前記ホルダ１３の外周部に形成されたねじ部
１３ａをエンジンのシリンダヘッドに形成されたねじ孔
に螺合させることによって、このホルダ１３を介して前
記発熱側のフィルムヒータ１２のヒータ膜１１の他端は
電気的にアース接続されると同時に、このフィルムヒー
タ１２の先端は副燃焼室または燃焼室内に突出して配置
されるものである。

また、図中１４ａは前記ホルダ１３の後端部で外部接続
端子１５を保持する絶縁ブツシュ１４の外周部に嵌装さ
れその組付時においてかしめられるホルダ１３後端部に
よる高加圧力にてその軸線方向に座屈変形されて絶縁ブ
ツシュ１４をホルダ１３偏に所要の機械的強度をもって
一体化し温度影響を受けにくい構造とするための金属製
バイブで、これは従来一般的な樹脂製の絶縁ブツシュ１
４のみではその外部の温度変化によって膨張、収縮して
ホルダ１３に対して緩みを生じるといった問題を招くた
めで、このような問題を、絶縁ブツシュ１４、ホルダ１
３間での機械的強度を向上させて防止し得るようにした
ものである。勿論、上述した絶縁ブツシュ１４は外部接
続端子１５に対し一体的に成形され、回転方向へのねじ
り等に対する接合強度を確保し得るように構成されてい
る。

ここで、発熱体となるフィルムヒータ１２について、第
２図を用いて詳述すると、このフィルムヒータ１２は、
全体が略円筒状を呈するようにして負の抵抗温度係数（
ＮＴＣ）の大きなセラミック材にて形成されるとともに
、その内、外周面とその一方の端面（グロープラグ１０
先端側端面）とにヒータ膜１１が均一に生成して形成さ
れ、かつこのフィルムヒータ１２内周面のヒータ膜１１
ａの内方端側に前記リード側の金属導線１６の先端が、
またその外周面のヒータ膜１１ｂの内方端側か前記アー
ス側ホルダ１３の先端に金属製補助パイプ１８を介して
それぞれ嵌合保持した状態で接続されている。すなわち
、このような発熱用フィルムヒータ１２において、通電
電流は、フィルムヒータ内周部のヒータ膜１１ａ、フィ
ルムヒータ先端側端面のヒータ膜１１Ｃ１さらにフィル
ムヒータ外周部のヒータ膜１１ｂへと流れるとともに、
上述したように負の抵抗温度係数をもって形成されてい
るセラミック本体部分をもその内側から外側に向って流
れるように構成されている。これは、上述した通電側の
導線１６とアース側のホルダ１３とは、上述したフィル
ムヒータ内、外周部のヒータＩｌ；４１１ａ、ｌｌｂお
よび負の抵抗温度係数の大きなセラミック材によるフィ
ルムヒータ１２本体部分を介して対向した状態とされて
いることから明らかであろう。

そして、このような構成によるフィルムヒータ１２にお
いて、前記外部接続端子１５、制御側のシーズヒータ２
１および金属導線１６を介して電圧を印加するすると、
その通電初期にあっては、電流は、第２図中矢印Ａで示
すように、上述したヒータ！１１１内周部の一端から外
周部の他端にかけて流れ、ホルダ１３側にアースされる
もので、このとき、このヒータ膜１１（ｌｌａ、ｌｌｃ
。

１１ｂ）には大電力が効率よく集中して供給されるとと
なり、これによりこのヒータ膜１１は急速に発熱して赤
熱化され、その温度立上り特性に優れた発熱特性を得る
ことができるものである。特に、この種のフィルムヒー
タ１２は１発熱体となるヒータ［９１１がセラミ７り材
からなる本体部表面に形成されているため、従来のよう
なシース型や抵抗体を埋設してなるセラミックヒータ型
に比べ、速熱型としてその効果を発揮させ得るこ゛とは
容易に理解されよう。

また、上述したフィルムヒータ１２において注目すべき
ことは、その本体部を構成するセラミック材として、負
の抵抗温度係数の大きな材料を用いているため、このフ
ィルムヒータ１２がその周囲温度の上昇に伴なって抵抗
値が小さくなり、導電体として機能する点である。すな
わち、上述した通電初期では、このフィルムヒータ１２
はその抵抗値が大きいため導電体としての機能は小さく
、これによりヒータ膜１１に大電流が供給されてその急
速加熱が可能となるものであるが、その発熱によるフィ
ルムヒータ１２部分での温度上昇によって、徐々に抵抗
値が小さくなり、ヒータ膜１工が所定の温度（たとえば
８００℃）程度まで温度上昇すると、電流の一部を、第
２図中矢印Ｂで示すように、導線１６側からホルダ１３
側に短絡させて分流させるように機能するものである。

そして、このような導電機能によって、通電から所定時
間経過後における高温時の電流制御手段として働き、こ
れにより上述したヒータ１１１１１への電流を減少させ
、このヒータ膜１１での過加熱をある程度防止すること
も可能となるものである。

したがって、上述した負の抵抗温度係数の大きなセラミ
ック材によるフィルムヒータ１２によれば、従来盤に比
較して熱伝導時間が不要となるため速熱型としての機能
を発揮させ得るとともに、その過加熱をある程度防止し
得る機能をも備え。

グロープラグ１０としてその効果を発揮させ得るもので
ある。また、上述したフィルムヒータ１２によれば、そ
の構成および成形加工などが簡単で、コスト的に安価で
あり、ざらにヒータ！１１１を発熱体として利用するこ
とから、従来のような発ＰＩ％線と用いるものに比べ断
線等といった問題はなくなり、各部の耐久性や動作上の
信頼性の面で優れている。そして、このようなフィルム
ヒータ１２においては、その先端部分の迅速な赤熱化が
可能であることから、エンジンの始動性を大幅に向上さ
せ、しかもその出力を適切かつ良好なものとし得るもの
である。

なお、上述した発熱側となるフィルムヒータ１２を形成
するセラミック材としては、高°温状態（１７００℃程
度まで）でも性能的に安定しており、しかも負の抵抗温
度係数の導電性を有するものであって、８００〜１００
０℃の温度で一部導電性を有する特性のものである、た
とえばＺｒ０１−Ｙ２０　Ｂ系、Ｚｒ（ｈ−Ｃａｒｔ系
、〒ａｚ　Ｑ　ｇ系、　Ｔｔ　Ｎ系、　ＳｉＣ系、ＡＩ
　Ｎ系等が考えられる。また、このフィルムヒータ１２
の表面に形成されるヒータ１７９１１は。

正の抵抗温度係数の導電性を有し、かつ断続的な！ｉＩ
ｅ衝撃を受けても上述したフィルムヒータ１２を形成す
るセラミック材と密着性が良好な導電材料、たとえばｐ
ｔ（白金）、Ｗ（タングステン）。

Ｎｉ　にッケル）等にて形成するとよい、この場合、こ
のヒータＭｉｌｌは、セラミック材にて加圧焼成された
フィルムヒータ１２の表面に０．０５〜ｌＯル程度の厚
さをもってフィルム蒸着法などにて形成されるものであ
る。さらに、上述したフィルムヒータ１２表面のヒータ
１８！ｌｌは、ある程度の耐酸化性等を有し、その耐久
性を保証し得るものであるが、必要に応じて第３図に示
すように、その外表面に高温酸化防止保護薄ｌ８ｉ１９
を、同様に蒸着などによって形成するようにしてもよい
ものである。ここで、この高温酸化防止保護薄膜１９と
しては、たとえば１５００℃程度までの耐酸化性を有し
かつヒータ膜１１の高温酸化保護の役割を果たすことが
可能な材料、たとえばＺｒＯ２、ＴｉＮ　、あるいは！
３ｉｌ　Ｎ午等を用いるとよいものである。そして、こ
の高温酸化防止保護薄［１１９を生成するようにすると
、フィルムヒータ１２とその表面のヒータ膜１１の高温
安定性を向上させることができ、その効果は大きいもの
であるが、ヒータ膜１１自身が耐食性等を有する場合に
は必ずしも必要とされるものではない。

そして、上述したようにして形成されるフィルムヒータ
１２は、その内部に導線１６を差込んでろう付けなどに
より固着されるとともに、その外周部もホルダ１３先端
部にろう付けなどにより固着されることにより簡単に組
立てられる。

さて、本発明によれば、上述した構成によるグロープラ
グ１０において、第１図に示すよう′に、ホルダ１３の
先端部に保持されかつ発熱体となる第１の抵抗体として
のヒータｌｌ！ｌｌをその表面に形成してなるフィルム
ヒータ１２に対し、そのヒータ膜１１の一端に直列に接
続される電力制御用の第２の抵抗体２０を有するシーズ
ヒータ２１を導線１６を介して一連に設けるようにし、
かつこのシーズヒータ２１を、金属製シース２２内に充
填された耐熱絶縁粉末２３にてその内部に第２の抵抗体
２０を密封状態で埋設することにより形成するとともに
、そのシース２２外周部に耐熱絶縁性チューブ２４を嵌
装した状態で前記ホルダ１３内に保持させるようにした
ところに特徴を有している。

すなわち、本発明によれば、上述したように速熱型とし
てその性能を発揮させ得るとともに耐熱性などの点で優
れてなるフィルムヒータ１２に対しその通電電力の制御
手段として、従来のシース型グロープラグと略同様の構
成をもつシーズヒータ２１を用い、これをユニットとし
てホルダ１３内に嵌合して配設させることにより、グロ
ープラグｌＯに必要とされる速熱型と低い飽和温度とを
実現し得るようにしたものである。そして、このような
シーズヒータ２１を用いることにより、その内部に配設
される第２の抵抗体２０を、シース２２内に充填された
耐熱絶縁粉末２３にて密封状態にて埋設することができ
、これにより従来のような放熱性等といった問題を改善
し、第２の抵抗体２０から外部への熱伝導を安定させて
フィルムヒータ１２の性能を安定化させ得る構成すると
ともに、この部分での熱容量を前記発熱体となるフィル
ムヒータ１２部分よりも大きな熱容量をもつようにして
、その内部の第２の抵抗体２０による発熱特性の制御機
部を適切に発揮させ得るものｔある。

これを詳述すると、前記シーズヒータ２１は、シース２
２内に前記第２の抵抗体２０を配設した状態で、たとえ
ばマグネシア（ＭｇＯ）やジルコニア（ＺｒＯｚ　）な
どといった耐熱絶縁粉末２３を充填し、さらにこの耐熱
絶縁粉末２３を高密度な状態となるようにシース２２を
減径処理するという、いわゆるスェージング加工などを
施すことにより形成されるもので、従来のようにホルダ
内に単に耐熱絶縁粉末を充填するようにした場合に比べ
その充填密度を飛躍的に向上させ得るものである拳 すなわち、上述した電力制御用のシーズヒータ２１にお
いて、必要とされることは、フィルムヒータ１２での適
切な温度上昇を得るために第２の抵抗体２０部分での温
度上昇をある程度押えることができるようにその熱容量
を発熱用のフィルムヒータ１２よりも大きくすることが
望まれる一方、フィルムヒータ１２側でのピーク温度と
飽和温度とを適正に制御する電力制御機能を発揮させる
ためにはある程度の温度上昇は必要となるもので、この
ような相反する要求を共に満足し得るような構成とする
ことで１本発明はこのような要請に応えることができる
ようにしたものであると言うことができる。

そして、このように高密度の充填された耐熱絶縁粉末２
３内に埋設された第２の抵抗体ｚＯによれば、このグロ
ープラグ１０に対する通電初期においては、前記発熱側
であるフィルムヒータ１２側のヒータ膜１１と負の抵抗
温度係数によるヒータ本体部自身の合成抵抗値に対する
比率により。

このヒータ膜１１側に高電圧を印加させ、その迅速な赤
熱化を図るとともに、一定時間経過後においては、この
第２の抵抗体２０自身の発熱により上昇する抵抗値によ
り前記ヒータ膜１１側への印加電圧を低下させる制御機
能を備えているものである。

また１本実施例のように従来のシース型のグロープラグ
同様な構成による後端が開口されたシースｚ２を用いて
なるシーズヒータ２１では。

この第２の抵抗体２０部分を外部接続端子１５と共に一
体化したユニット構造とすることができるため、その部
分の成形加工が簡単かつ確実に行なえるばかりでなく、
これらを電極棒として単に耐熱絶縁性チューブ２４を嵌
装した状態でホルダ１３内に挿入し前記フィルムヒータ
１２側の金属導線１６とスポット溶接等にて接続するだ
けで゛その組立作業が行なえるため組立性の点でも優れ
ている等といった利点を奏するものである。

ここで、上述した第２の抵抗体２０の材質としては、フ
ィルムヒータ１ｚ側のヒータ膜１１の材質、たとえばタ
ングステン（１）と同等以上の正の抵抗温度係数（ＰＴ
Ｃ）を有するものが望ましく。

たとえばタングステン（′ｄ）またはニッケル（Ｎｉ）
。

鉄（ＦＢ）等を用いるとよいものである。そして、上述
した構成によるグロープラグ１０において、第１および
゛第２の抵抗体１１．２０の抵抗比としては、その初期
状態において、たとえば２：１程度となるように設定す
ればよいことが実験により確認されている。なお、本発
明によれば、このシーズヒータ２１部分での発熱温度が
低いものである苑め、その内部に埋設する第２の抵抗体
２０の材料を選定するにあたっての自由度が大きいとい
った利点もある。

また、前記耐熱絶縁性チューブ２４は、たとえばガラス
、セラミック、アスベストなどによる耐熱性に富み、絶
縁性を有する材料にて形成すればよいものである。ここ
で、本実施例によれば、この耐熱絶縁チューブｚ４を、
シーズヒータ２１の外周部でその軸線方向の略中央部付
近にのみ嵌装させるようにしたのは、このシーズヒータ
２１をホルダ１３内に電気的にかつ熱的に絶縁した状態
で保持させるためで、その内部での発熱部分を避（すた
部分に設けることが望ましい、このようにすると、シー
ズヒータ２１はホルダ１３内で浮いた状態で保持される
こととなり、その周囲に空気層が形成されてヒータ２１
からホルダ１３側への熱放散を適正に押え、フィルムヒ
ータ１２側での温度を適切に制御するための大きな熱容
量を保つうえでその効果は大きいものであり、またその
絶縁性を確実に確保し得るといった利点もある。しかし
、場合によっては、このシーズヒータ２１の長手方向全
周にわたって、あるいは発熱部を避けた後端側に延設す
るようにして、この耐熱絶縁性チューブ２４を設けても
よいものである。

そして、以上の構成によるグロープラグ１Ｇにおいて、
前記外部接続端子１５を介してシーズヒータ２１に、さ
らに金属導線１６を介し゛てフィルムヒータ１２側に電
圧を印加すると、その通電初期にあっては、印加電圧は
、両ヒータ１２，２１部内の各抵抗体１１．２０による
抵抗比において分圧され、その熱容量が小さなフィルム
ヒータ１２偏にシーズヒータ２１よりも大きな電圧が印
加され、相対的にシーズヒータ２１に対し大きな電力密
度となり、その先端が急速に発熱されるものである。こ
のとき、上述したように、フィルムヒータ１２は、従来
のシース型に比べその速ｆ／％型としての機能を発揮さ
せ得るものであることは明らかであろう。

また、通電開始から所定時間経過する間にシーズヒータ
２１側が徐々に発熱しこれに伴なってその抵抗値が増加
すると、これら両ヒータ１２，２１間に加わる電圧が徐
々に変化し、フィルムヒータ１２側は１１００〜１２５
０℃程度でピーク温度に達した後１０００℃程度で飽和
し、その過加熱が防止されることとなる、すなわち、こ
の時点でのシーズヒータｚｌ側の第２の抵抗体２０によ
る抵抗値は、フィルムヒータ１２側の第１の抵抗体とし
てのヒータ１ｌｉｌｌに対し近づくものである。そして
、このような第２の抵抗体２０による制御機能、さらに
は前述したフィルムヒータ１２自身の温度制御機能によ
りヒータｓ１１側に加わる電圧が所定値以下に制限され
るため、長時間に及ぶアフターグローを行なう際におい
て、その耐久性を充分保証し得るものである。

したがって、このような構成によるディーゼルエンジン
用グロープラグ１ｏによれば、ホルダ１３内にユニ７ト
として簡単に組込まれるシーズヒータｚ１によるフィル
ムヒータ１２への印加電圧の制ｖ４機能により従来のよ
うな複雑な制御回路を別個に設けることなく、それ自身
で速熱型としての機能とアフターグローの長時間化とを
達成し得るもので、その利点は大きい、特に、上述した
構成によるグロ！プラグｌＯによれば、その発熱温度が
８００℃への到達時間を約４秒以内にすることが可能と
なるとともに、その飽和温度を１０００℃以下とし、さ
らにそのピーク温度を１２５０℃以ゝドに押え、　３分
以上にも及ぶアブターグローを可能とすることができる
で、これは第４図に示す第１の抵抗体（ヒータ膜）１１
および第２の抵抗体２０の温度特性ａ、ｂから明らかで
あろう、ここで。

図中Ｃは上述したフィルムヒータ１２のみを単独で用い
た場合の温度特性である。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえば上述した実施例におけるシーズヒータ２１
の代りに、第５図に示すように、その両端が開口された
シース３０によるシーズヒータ３１を用いてもよいもの
である。ここで、このシーズヒータ３１は、その内部に
第２の抵抗体２０を配設するとともに、耐熱絶縁粉末２
３を充填し、さらに第６図に示すように、揺動振動を加
えた後、その両端から加圧してその内部での耐熱絶縁粉
末２３の充填効率を高密度にすることにより形成される
もので、上述したと同様の作用効果が得られることは容
易に理解されよう。

ここで、図中２４ａ、２４ｂはシーズヒータ３１の両端
部分に嵌装されてこれをホルダ１３内で遊嵌状態にて支
持する耐熱絶縁性チューブ、３２１Ｌ、３２ｂはシース
３ｏの開口端に封入されたセラミックセメント等の封人
材、３３ａ、３３ｂは耐熱絶縁粉末２３充填時の治具で
ある。さらに。

この場合には、その内部に埋設したＩ’１２の抵抗体２
０の両端を延設してフィルムヒータ１２、外部接続端子
１５側に接合した例を示しているが、これに限定されな
いことは明らかであろう。

また、上述した実施例において、セラミック材からなる
フィルムヒータ１２に対し外部接続端子１５に連続する
シーズヒータ２１を金属導線１６にて接続したのは、外
部接続端子１５に加わる各種の振動や締付はトルクなど
の機械的外力からフィルムヒータ１２を強度的に保護す
るためで、この導線１６としては、ある程度の柔軟性を
もつ材料からなるものを用いるとよいものである。そし
て、この場合において、この金属導線１６を波状または
螺線状に湾曲して形成するようにし、上述した機械的外
力からフィルムヒータ１２をより一層確実に保護し得る
ように構成してもよいものである。なお、上述したシー
ズヒータ２１に対する導線１６の接続端部は、たとえば
スポット溶接等により固着されている。

さらに、第７図（ａ）、（ｂ）に示すように、ホルダ１
３の先端から突出されているフィルムヒータ１２を、保
護し得る金属製保護筒４０またはホルダ１３にて直接保
持するようにするとともに、その先端部形状をフィルム
ヒータ１２の外部を所定間隔おいて包囲するように形成
し、これによりフィルムヒータ１２をより一層強固に保
護し得るようにしてもよいものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るディーゼルエンジン
用グロープラグによれば、負の抵抗温度係数をもつセラ
ミック材にて略筒状に形成されその内、外周面とその一
方の端面とに第１の抵抗体としてヒータ膜が形成された
フィルムヒータを。

中空状ホルダの先端部に保持させるとともに、そのヒー
タ膜の一端に直列に接続される！ｓ２の抵抗体を有する
シーズヒータを、金属製シース内に充填された耐熱絶縁
粉末にてその内部に第２の抵抗体を密封状態で埋設する
ことにより形成し、かつこのシーズヒータを、そのシー
ス外周部に耐熱絶縁性チューブを嵌装した状態で前記ホ
ルダ内に保持させるようにしたので、簡単かつ安価な構
成にもかかわらず、第２の抵抗体を高密度な耐熱絶縁粉
末内に密封状態で埋設してなるシーズヒータのもつ電力
制御機能を効率よく発揮させて発熱特性を改善するとと
もに、フィルムヒータのもつ速熱型としての機能を発揮
させてその先端での迅速かつ適切な赤熱化を図り、エン
ジンの始動性を大幅に向上させ、さらに上述したシーズ
ヒータの制御機能にてエンジンの排気、騒音対策として
の長時間のアフターグローを可能とし、しかも全体の構
造が簡単でその組立性等に優れてなる等といった種々優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディーゼルエンジン用グロープラ
グの一実施例を示す縦断側面図、第゛２図はフィルムヒ
ータ部分を拡大して示す要部断面図、第３図はその変形
例を示す図、ｓ４図は本発明の要部とするフィルムヒー
タとシーズヒータでの温度特性を示す特性図、第５図は
本発明の別の実施例を示す縦断側面図、第６図はその要
部とするシーズヒータの製造工程を示す概略説明図、第
７図（ａ）、（ｂ）はフィルムヒータ保持部の変形例を
示す概略断面図である。 ＬＯ−−・・ディーゼルエンジン用グロープラグ、　　
１１・・・・ヒータ膜（第１の抵抗体）。 １２・１ＩＩＩ・フィルムヒータ、１３・・１１１１中
空状ホルダ、　　１５−・・１外部接続端子、１６・・
−・金属導線、　２０・・−拳第２の抵抗体。 ２１．３１・・・・シーズヒータ、２２，３０争＠−・
シース、２３・争拳・耐熱絶縁粉末、２４・・・・耐熱
絶縁性チューブ。 特許出願人　自動車機器株式会社 代　鵬　　人　　山川政樹（ほか２名）ｔノ 〜　　０１　　　ｒ） ＜Ｌ＜Ｌ 第４図 第５図 埠 第６図 合 第７図（ａ） 第７図（ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）全体が略筒状を呈するようにして負の抵抗温度係
   数の大きなセラミック材にて形成されかつその内、外周
   面とその一方の端面とに第１の抵抗体としてヒータ膜が
   形成されるとともにその一端を外部に突出させた状態で
   中空状ホルダの先端部に保持されてなるフィルムヒータ
   と、このフィルムヒータ側のヒータ膜の一端に直列に接
   続される第２の抵抗体を有するシーズヒータとを備え、
   このシーズヒータは、金属製シース内に充填された耐熱
   絶縁粉末にてその内部に第２の抵抗体を密封状態で埋設
   することにより形成されるとともに、そのシース外周部
   に耐熱絶縁性チューブを嵌装した状態で前記ホルダ内に
   嵌合保持されていることを特徴とするディーゼルエンジ
   ン用グロー・プラグ。
2. （２）シーズヒータは、その内部に埋設した第２の抵抗
   体による発熱部分を避けた一部に耐熱絶縁性チューブが
   嵌装されることにより、ホルダ内に遊嵌状態で保持され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のデ
   ィーゼルエンジン用グロープラグ。