JPS6144225A - 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
ブラグニ関する。

〔従来技術〕

一般に、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１ｒ！、Ｍｔを流して発熱させることにより、吸
気温度を１−、■させあるいは着火源としてエンジンの
始動性を向１−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川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、−１−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！１下における耐久性を保証し得るような構成と
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Ａ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９００　’Ｏ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
とかで１　　　　　　　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、外温面差が大きい等といった理由から
、」二連した発熱線の負担が大きく、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、−に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」二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」−り特性を
大幅に向−１−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、単に一種類の発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−１−り特性を大幅に向−１−
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
したり、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」二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装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（ＰＴＣ：）
の大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４５−１１８４８吟公報や特開昭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、その制御
機能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」二不可能で、その結果抵抗体からの熱放散のばらつ
きが太きく、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
１卜することは＋ｌ（実１−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＝４４を高密度とし、ある程度の速熱化は図れるもの
の、その温ＩＩＩ′１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植以下
（たとえば１０００℃以ド）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、近イｌ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、ｌ二連したディー上１１１フ９フ番こは、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、ｌ二連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、ｌ−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−■二
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、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１
４Ｖ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１−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（７）　乗用
ｌｌｉ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９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、これらはりいに相反する要求である。

すなわち、に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、
１−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性情に対する
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、
耐熱絶縁性を有するセラミック材にて略筒状に形成され
かつその内、外周面と一方の端面とに第１の抵抗体とし
てヒータ膜が形成された発熱用フィルムヒータを、中空
状ホルダ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電力制御用の第２の抵抗体を有
する第２のフィルムヒータを、全体が略筒状をすするよ
うにして耐熱絶縁性を有するセラミック材にて形成され
た本体部の外周面およびその両端面とに前記第２の抵抗
体としての導電膜を形成することによって構成し、かつ
その外周部の一部または全体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せるという簡単
な構成により、第２の抵抗体を有する第２のフィルムヒ
ータを簡単かつ適切に形成し、その電力制御機能を効率
よく発揮させて第１のフィルムヒータ側での発熱特性を
改善し、これにより発熱用ヒータの先端での迅速かつ適
切な赤熱化を図り、速熱型としての機能を発揮させてエ
ンジンの始動性を大幅に向上させ得るとともに、この第
２のフィルム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説明
する。

第１図および第２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ＩＯ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１１
を有し全体が略円筒、　　　　　　状を♀するごと〈耐
熱絶縁性を有するセラミック材にて形成されてなるヒー
タとしての第１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ｍ機能をも
つ第２の抵抗体２０を有する第２のフィルムヒータ２１
および前記第１のフィルムヒータ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を介してこの第１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ツト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
どをナラ）１７ｂ。

１７ｃ間で挟みナラｌ−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
れその組伺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側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
パイプで、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１にし得るようにし
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に対し一体内に成形され１回転方向へのね
じり等に対する接合強度を確保し１１するように構成さ
れている。

ここで、発熱体となる第１のフィルムヒータ１２につい
て、第２図を用いて詳述すると、この第１のフィルムヒ
ータ１２は、全体が略円筒状をζ−するようにして耐熱
絶縁性を有する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ξれ
、かつこのフィルムヒータ１２内周面のヒータｆｆＪ　
ｌ　１　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１１
ａ、フィルムヒータ先端側端面のヒータ膜１１ｃ、さら
にフィルムヒータ外周部のヒータ膜１１ｂへと流れるよ
うな構成とされている。

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／−１５、制御側の第２のフィル
ムヒータ２１および金属導線１６を介して′市川を印加
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、１−述したヒータ膜１１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（１
１ａ、ｌｉｅ、１ｌｂ）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−γ１４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。４￥に、
この種のフィルムヒータ１２は、発熱体となるヒータ膜
１１がセラミック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４１１ることは容易に理解されよう。

また、１−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Ｔなどが簡単で、コスト的に安価であり
、さらにヒータ膜１１を発熱体として利用することから
、従来のような発熱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１−の信頼性の
而で優れている。

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トさせ、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、−Ｌ述した発熱側となる第１のフィルムヒータ１
２を形成するセラミック材としては、高温状態（１７０
０℃程度まで）でも性能的に安定しており、しかも絶縁
性や耐熱衝撃性などに優れてなる、いわゆるファインセ
ラミックスと言われているシリコン系非酸化物、たとえ
ばシリコン系窒化物などが好ましいものである。特に、
１−述したシリコン系窒化物は、その高温強度において
金属材料、アルミナ等に比較して数段優れており、また
耐熱衝撃性にも、さらには高温での電気絶縁性、耐摩耗
性、耐薬品性などの面からも優れており、この種のグロ
ープラグに要求される特性をほぼ満足しイ！Ｉるもので
ある。しかし、必ずしもこれに限定されず、種々のセラ
ミック材にて形成すればよいもので、要は耐熱絶縁性を
有するものであればよい。

また、このフィルムヒータ１２の表面に形成されるヒー
タ＋＋＊　１１は、正の抵抗温度係数の導電性を有し、
かつ断続的な熱衝撃を受けてもＬ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セＩが良好な導電材
料、たとえばｐｔ（白金）、Ｗ（タングステン）　、Ｎ
ｉ　にッケル）Ｗにて形成するとよい、この場合、この
ヒータ膜１１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、に述したフィルムヒータ１２表面のヒータＭｌ
ｌ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１１−保護薄膜１９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Ｓｉｌ　Ｎ
　４等を用いるとよいものである。そして、この高温酸
化防止保護薄膜１９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
１−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、１−述したようにして形成される第１のフィル
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ｌＯにおいて、第１図および第４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膜１１をその表面に形成してなる第
１のフィルムヒータ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
有する第２のフィルムヒータ２１を一連に設けるように
し、かつこの第２のフィルムヒータ２１を、全体が略筒
状を呈するようにして耐熱絶縁性を有するセラミック材
にて形成された本体部の外周面およびその両端面とに前
記第２の抵抗体２０として導電膜（２０ａ；２０ｂ、２
０ｃ）を形成してなる構成とするとともに、その外周部
両端側に耐熱絶縁性チューブ２４　（２４ａ、２４ｂ）
を嵌装した状態で前記ホルダ１３内に嵌合保持させるよ
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、に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
れてなる第１のフィルムヒータ１２に対しその通電電力
の制御手段として、第２の抵抗体２０を有する第２のフ
ィルムヒータ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
１０に必要とされる速熱型と低い飽和温度とを実現し７
１）るようにしたものである。そして、このような第２
のフィルムヒータ２１を用いることにより、第２の抵抗
体２０をセラミック材からなる筒体の周囲に均一かつ適
切に付設して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率を安定させ
て第１のフィルムヒータ１２の性能を安定化させ得る構
成とするとともに、この部分での熱容量を前記発熱体と
なる第１のフィルムヒータ１２部分よりも大きくなるよ
うにして、第２の抵抗体２０による発熱特性の制御機能
を適切に発揮させ得るものである。

これを詳述すると、前記第２のフィルムヒータ２１は、
全体が略筒状を呈するようにしてに述した第１のフィル
ムヒータ１２と同様に絶縁性を有しかつその耐熱強度等
の面で優れているセラミック材にて形成され、その外周
面およびその両端面、さらにその軸孔２１ａ内の両端部
分に前記第２の抵抗体２０としての導電膜２０ａ；２０
ｂ。

２０ｃ；２０ｄ、２０ｅが形成され、またその軸孔２１
ａの両端には前記第１のフィルムヒータ１２からの金属
導線１６および前記外部接続端子１５偏に接続される金
属導線２２がそれぞれ嵌入されてろう付けなどにより固
着されている。なお、図中２３ａ、２３ｂはこれら金属
導線１６．２２と前記導電膜２０ｂ、２０ｃとの接合面
積を増やすための金属円板である。また、上述した第２
のフィルムヒータ２１において、そのＭ孔２　ｌ　ａ　
中の中間部分には、フィルム蒸着を施していないが、こ
れはその外周部の導電膜２０ａを電流通路とするためで
ある。

したがって、このような構成による第２のフィルムヒー
タ２１によれば、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、その本体部分で
のセラミック材の充填密度を向」ニさせ得るもので、こ
れによりこの部分での熱伝導を安定させ得るものである
。すなわち、このような電力制御用の第２のフィルムヒ
ータ２１において必要とされることは、第１のフィルム
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第１のフィルムヒータ２１よりも大
きくすることが望まれる一方、第１のフィルムヒータ１
２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！１機能を発揮させるためにはある程度の温度ＩＪ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、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、上述したように高密度の充填されたセラミック
材に対し蒸着された第２の抵抗体２０によれば、このグ
ロープラグｌＯに対する通電初期においては、前記発熱
側である第１のフィルムヒータ１２側のヒータ膜（第１
の抵抗体）１１との抵抗値の比率により、このヒータ膜
ｌｌ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。

特に、本実施例によれば、１−述した構成による制御用
の第２のフィルムヒータ２１の外周部両端に一対をなす
耐熱絶縁性チューブ２４ａ、２４．ｂを嵌装した状態で
ホルダ１３内に空気層を介して遊嵌状態にて保持させる
ようにしているため、ホルダ１３側への熱伝導による熱
放散を適正に押え、第１のフィルムヒータ１２側での温
Ｉｆｆを適切に制御するための大きな熱台績を保つうえ
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ｔｌするといった利点もある。しかし、場合に
よっては、この第２の抵抗体２１の全周にわたって耐熱
絶縁性チューブを設けてもよいものである。さらに、１
−述したような第２のフィルムヒータ２１を電力制御要
素としてホルダ１３内に組込む構成では、この第２のフ
ィルムヒータ２１部分の成形加ｌ゛が筒中かつ確実に行
なえるばかりでなく、このユニット化された第２のフィ
ルムヒータ２１に対し前記第１のフィルムヒータ１２側
の金属導線１６、外部接続端子１５に対しスポット溶接
等にて接続だ金属導線２２を接続し、これに耐熱絶縁性
チューブ２４を巾に嵌装した状態で、ホルダ１３内に挿
入するだけでそのＭ１〜７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。

なお、１−述した第２のフィルムヒータ２１の材質とし
ては、第１のフィルムヒータ１２と同様に、絶縁性、耐
熱衝撃性などに優れてなる、いわゆるファインセラミッ
クスと言われているシリコン系非酸化物、たとえばシリ
コン系窒化物などが好ましいものである。特に、ｌ−述
したシリコン系窒化物は、その高温強度において金属材
料、アルミナ等に比較して数段優れており、また耐熱衝
蛤性にも、さらには高温での電気絶縁性、耐摩耗性、＃
薬品性などの面からも優れており、この種のグロープラ
グに要求される特性をほぼ満足し？’Ｊることは上述し
た通りである。ここで、本発明によれば、この第２のフ
ィルムヒータ２１部分での発熱温度が低いものであるた
め、そのセラミック材の選定にあたって自由度が大きく
、またその成形加Ｆ［も筒中に行なえるといった利点が
ある。

また、１−述した第２の抵抗体２０の材質としては、第
１のフィルムヒータ１２側のヒータ［１１の材質と同等
以トの正の抵抗温度係数（ＰＴＣ）を有するものが望ま
しく、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるい
は鉄（Ｆｅ）等を用いるとよいものである。そして、Ｉ
−述した構成において、ｉｆ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。これは、両フィルムヒータ１２．
２１の径寸法や長さ等を適宜設定することにより筒中に
得られるものである。

さらに、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。

そして、このような構成によるグロープラグｌＯにおい
て、外部接続端子１５を介して第２のフィルムヒータ２
１さらに金属導線１６を介して第１のフィルムヒータ１
２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、内ヒータ１２，２１部内の各抵抗体１１．２
０による抵抗比において分圧され、その熱台μが小さな
第１のフィルムヒータ１２偏に第２フイルムヒータ２１
よりも大きな電圧が印加され、相対的に第２のフィルム
ヒータ２１に対し大きな電力密１ｍとなり、その先端が
急速に発熱されるものである。

また、通電開始から所定時間経過する間に第２のフィル
ムヒータ２１側が徐々に発熱しこれにイｔ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、第１のフィルムヒータ１２側は
１１００〜１２５０℃程度でピーク温度に達した後１０
００℃以下で飽和し、その過加熱が防１トされることと
なる。すなわち、この時点での第２のフィルムヒータ２
１側の第２の抵抗体２０での抵抗（ｉは、第１のフィル
ムヒータ１２側の第１の抵抗体としてのヒータ膜１１に
近づくものである。そして、このような第２の抵抗体２
０による制御機能によりヒータ膜１１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１０によれば、ホルダ１３内にユニット
として簡単に組込まれる第２のフィルムヒータ２１によ
るｐｔ４ｉのフィルムヒータ１２への印加電圧の制９Ｉ
Ｉ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、−１；述した構成によるグロープラグ１０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１０
００℃以下とし、さらにそのピーク温度を１２５０℃以
下に押え、３分以上にも及ぶアフターグローを可能とす
ることができるで、これは第５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１図中Ｃは−に述した第
１のフィルムヒータＩ２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１−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。たとえば電力制御用としての第２のフィルムヒー
タ２１側の形状等やその第２の抵抗体２０の外部への電
気的接続構造等については種々の変形例が考えられるも
のである。また、発熱側である第１のフィルムヒータ】
２の支持部を、第６図（ａ）、（ｂ）に示すように、ホ
ルダ１３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３０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の外周を所定間隔おいて包囲するように
形成し、これによりこのフィルムヒータ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」−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、発熱体となる第１の抵抗体
を有する耐熱絶縁性を有するセラミック材からなる第１
のフィルムヒータをホルダ先端部に保持させるとともに
、その第１の抵抗体の一端に直列に接続される電力制御
用の第２の抵抗体を右する第２のフィルムヒータを、全
体が略筒状をクーするようにして耐熱絶縁性を有するセ
ラミック材にて形成された本体部の外周部およびその両
端面とに前記第２の抵抗体としての導電膜を形成するこ
とによって構成し、かつその外周部の・部または全体に
耐熱絶縁性チューブを嵌装した状態で前記中空状ホルダ
内に嵌合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の抵抗体を有する制御用のフィ
ルムヒータを簡単かつ適す１に形成し得るとともに、そ
の通電電力制御機能を効率よく発揮させてグロープラグ
としての発熱特性を改善し、これにより発熱側ヒータ先
端での迅速かつ適しＪな赤熱化を図り、速熱型としての
機能を発揮させてエンジンの始動性を大幅に向１−させ
、さらに１−述した第２のフィルム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図は発熱側フィル
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、第４図は本発明の特徴とする制御用の
フィルムヒータ部分を拡大して示す要部拡大図、第５図
はその要部とする発熱用および制御用のフィルムヒータ
での温度特性を示す特性図、第６図（ａ）、（ｂ）は発
熱側に用いた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。 １０−ψ参〇ディーゼルエンジン用グロープラグ、　　
１１・・慟・ヒータ膜（第１の抵抗体）、１２慟・・・
発熱用（第１の）フィルムヒータ、１３−・・拳中空状
ホルダ、　　１５・ｅ・・外部接続端子、１６φ・・・
金属導線、２０・・番・第２の抵抗体、　　２１ψ・・
・電力制御用（第２の）フィルムヒータ、　　２２・−
・・金属導＆Ｓｊ、２３ａ、２３ｂ＊＊争−金属円板、
２４（２４ａ、２４．ｂ）・・・・耐熱絶縁性チューブ
。 ４￥４出願人　自動重機器株式会社 代　　理　　人　　１１１　　用政樹（はが２名）員輪
虐

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耐熱絶縁性を有
   する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の抵抗体を有する第２のフィルムヒータとを備え
   、この第２のフィルムヒータは、全体が略筒状を呈する
   ようにして耐熱絶縁性を有するセラミック材にて形成さ
   れた本体部の外周面およびその両端面とに前記第２の抵
   抗体として導電膜が形成され、かつその外周部に耐熱絶
   縁性チューブを嵌装した状態で前記中空状ホルダ内に嵌
   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）第２のフィルムヒータは、少なくともその両端部
   外周に耐熱絶縁性チューブを嵌装した状態でホルダ内に
   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。