JPS6144227A

JPS6144227A - デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ

Info

Publication number: JPS6144227A
Application number: JP16450684A
Authority: JP
Inventors: Sokichi Minegishi; 峰岸　壮吉; Hiroji Hatanaka; 広二畑中
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1984-08-06
Publication date: 1986-03-03

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ｒ
Ｔ（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
、これに電流を流１７て発熱させることにより、吸気温
度を１−シ１させあるいは着火源としてエンジンの始動
性を向ｌ−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ｌ、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−達した副燃焼室
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
の昇温に時間がかかりすぎ、速熱型と１．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℃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、１−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、
外温度差が大きい等といった理由から、１−述した発熱
線の負相が大きく、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、１−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１−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ケ］−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トリ特性を大幅に向（−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１発熱線の溶断を生じた１
１、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、これを防ぐだ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１にし得る構成
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１−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、その部分での熱台歇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１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
■卜することは事実」−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−ヒ昇時間をたとえば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イ１＾以下（たと
えば１０００℃以下）とすること等ができないため、そ
の結束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ＩＩ）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、アイドリンク時の騒音が太きく、
また不完全燃焼により白煙が生じたり、エンストしたり
するといった精気、騒音等の問題が生じるものであった
。

ところで、１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、１．述したアフターグロ一時間が約３０秒以内で紙
分であることから、Ｉ述した従来構成のグロープラグに
おいてもその十ノ１能や−Ｉ久Ｐ１”９に悪影胃奢牛じ
ることほなく、その使ＩＩ口ご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程度１へでは不充分で、その要求が約３分能１−
にも及ぶことがあ番１、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ｆ熱Ｉ
＋！？　（約５秒程度）での印加電圧はＩＩＶ程１■で
あるが、エンジンが始’ｊ）＋されるとレギュレータの
設定電圧が・般に＋４Ｖ稈１株となるもので、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Ｕいに相反する要求である。すなわち、
ｈ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、（―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ちのであり、
Ｉ６Ｉ熱絶縁に１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、外周面と電力の端面とに第１の抵抗
体としてヒータ膜が形成ｙれた発熱用フィル１、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１１りの・端に直列に接続される電力制御！ｌ　Ｉ
ｌ＋の第２の抵抗体をその内部に埋設してなるセラミッ
クヒータを、その外周部の・部または全体に耐熱絶縁＋
１チユーブを嵌装した状！ｌ；で１１ｆ１記ホルダ内に
嵌合保持させるという簡単な構成によ番）、第２の抵抗
体を密封状態で埋設してなるセラミックヒータを筒中か
つ適切に形成するとともに、その電力制御機能を効率よ
く発揮させてフィルムヒータ側での発熱４￥竹を４入し
、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【７ての機能を発揮させてエンジ
ンの始動性を大幅に向１させることができ、さらに上述
したセラミンクヒータの制御ｉ′ｌ１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７
１（能と１７、しかも全体の構造が簡単でその絹＼″／
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
ンジン用グローブラグヲ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１１
を有し全体が略円筒状をすするごとく耐熱絶縁性を有す
る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１
３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１　　　　　　され、また
この外部接続端子１５は、後述する電力料Ｗ機能をもつ
第２の抵抗体２０を有するセラミックヒータ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ツト１７
ｂ、さらには外部リード締付は川のナツト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
１−３　ａ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Ｊ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Ｉ２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１４．　ａ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ＩＩＦＪ製の絶縁
ブツシュ１４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１３間での機械的強度を向１−させて防１１−
シ得るようにしたものである。勿論、に述した絶縁ブツ
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１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され、かつこのフィ
ルムヒータ１２内周面のヒータ膜１１ａ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の内方端側が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ｌＫ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ｎＩＪ１１　ａ、フィルトヒー
タ先端側端面のヒータ膜Ｊｌｃ、さらにフィルムヒータ
外周部のヒータ膜１１ｂへと流れるように構成されてい
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、前記外部接続端子１５、制御側のセラミックヒー
タ２１および金属導１ａ１Ｂ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、ｌ−述したヒータ膜１１内周部の−・
端から外周部の他端にかけて燈れ、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
、１．）ｃ、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ＩＩＱＩＩは
急速に発熱して赤熱化され、その温度ケトリ特性に優れ
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、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
せ得ることは容易に理解されよう。

また、ｌ−述したフィルムヒータ１２によれば、その構
成および成形加重などが筒中で、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トの信頼性の面
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ＥＴ（能であることから、
エンジンの始動性を大幅に向１させ、１７かもその出力
を通り）かつ良好なものとし１１）るものである。

なお、１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１２では、高温状態（＋７００°Ｃ
稈１０Ｌまで）でもＰ１能的に安定しており、しかも絶
縁性　耐熱町撃Ｈなどに傳れてなる。いわゆるファイン
セラミックスと、−１われているシリコン系Ｊ１酸化物
、たとえばシリコン系窒化物などが＆ｒましいものであ
る。特に、１述【７だシリコン系窒化物は、その高温強
面において金属材ネ１、アルミナ等にＬＬ較して数段優
れており、またｍｌ熱町撃性にも、さらには高温での電
気絶縁性、耐ＳｊＥ性、耐薬品性などの血からも優れて
おり、この種のグロープラグに貿求される特（）１をほ
ぼ満戻し得るものである。しかし、必ずしもこれに限定
されず、種々のセラミンク材にて＋Ｖ＋？ｔすればよい
もので、黄は耐熱絶縁に１を４１するものであればよい
。

また、このフィルノ・ヒータ１２の表面に形成されるヒ
ータ膜１１は、ｉ「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６述したフィルムヒータ１
２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ＰＬ（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〜ｌＯｇ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、６述したフィルムヒータ１２表面のヒータ膜１１
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Ｉに保護薄膜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
１に保護薄膜１９を／ｉ−成するようにすると、フィル
ノ・ヒータ１２とその表面のヒータ膜ＩＩの高温安定に
１な向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Ｉｌ’Ｊ　ｌ　１　「１身が耐食ヤｔ　
１９を４１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フィルムヒー
タ１２は、その内部に導線１６を差ｉｂ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（−＋けなどにより固着されることにより
簡？ｉにＭＩ　Ｘ７てられる。

さて、本発明によれば、１−述した構成によるグロープ
ラグｌＯにおいて、第１図に小才ように、ホルタ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フィルｌ、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をその内部に埋設
してなるセラミックヒータ２１を一連に設けるようにし
、かつこのセラミックヒータ２１を、その列内部−＋４
端側にｍｌ熱絶縁Ｐ１チューブ２４（２４ａ、２４ｂ）
を嵌装した状態で前記ホルダー３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、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ー２に対しその通電電力の制御
手段として、第２の抵抗体２０を埋設したセラミックヒ
ータ２１を用い、これをユニットとしてホルダー３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得るように
したものである。そして、このようなセラミックヒータ
２１を用いることにより、第２の抵抗体２０を、セラミ
ンク粉体中で高密度な密封状態で埋設して従来のように
ホルダー３内に耐熱絶縁粉末を充填するようにした場合
に比べ放熱性等を改善し、第２の抵抗体２０から外部へ
の熱伝導率を安定させてフィルムヒーター２の性能を安
定化させ得る構成とするとともに、この部分での熱台敬
を前記発熱体となるフィルムヒーター２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、前記セラミックヒータ２１は、全体
が棒状を呈するようにして１−、述したフィルムヒータ
１２とは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、かつフィルムヒ
ータ１２よりも大きな熱台湯を有するように構成され、
またその内部には１−述した第２の抵抗体２０およびそ
の両端に接続されたリードワイヤ２２．２３の内方端が
埋設されるようにして成形されるものである。したがっ
て、このような構成によるセラミックヒータ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−７
り材の充填密度を向にさせ得るもので、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セラミ−、クヒータ
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（−昇を得るために第２の抵抗体２０部
分での温１ｆｈＪ’ｌをある程度押えることができるよ
うにその熱台亀をフィルムヒータ２１よりも大きくする
ことが望まれる一方、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、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、ｌ−述したように高密度の充填されたセラミッ
ク材中に埋設された第２の抵抗体２０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（第１の抵抗
体）１１との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’Ｉｆ：Ｆｆ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、に述した構成による制御用の
セラミックヒータ２１の外周部両端に一対をなす耐熱絶
縁性チューブ２４ａ、２４ｂを嵌装した状態でホルダ１
３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
ＩＦ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台縫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、あるいはこのセラミックヒータ２１をホルダ１３
内に直接嵌合保持されるようにしてもよいものである。

さらに、１−述したようなセラミックヒータ２１を電力
制御要素としてホルダ１３内に組込む構成では、このセ
ラミックヒータ２１部分の成形前−［が簡単かつ確実に
行なえるばかりでなく、このユニット化されたセラミッ
クヒータ２１に対し前記フィルムヒータ１２側の金属溝
！１１１６、外部接続端子１５に対しスポット溶接等に
て接続た金属導線２２を接続し、これに耐熱絶縁性チュ
ーブ２４を単に嵌装した状態で、ホルダ１３内に挿入す
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。

なお、ｌ−述したセラミックヒータ２１の材質としては
、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、上述したシリコン
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得ることは前述した通りである。

ここで、注］１すべきことは１本発明によれば、上述し
たセラミ−、クヒータ２１部分での発熱温度は、前記フ
ィルムヒータ１２部分程の温度）４７はしないため、そ
の成形時の焼成温度の低い（約１４００℃以下）のもの
を使用することができ、これによりそのセラミック材の
選定にあたって自由度が大きく、またその成形加重も筒
中に行なえるばかりでなく、このような材料選定のＦｌ
　ｒｂ度はその内部に埋設する第２の抵抗体２０におい
ても大きいものである。すなわち、Ｉ；述した第２の抵
抗体２０の材質としては、フィルムヒータ１２側のヒー
タ膜１１の材質よりもＩＦの抵抗温度係数（ＰＴＣ）の
大きな材料であって、しかもに述したようなセラミック
ヒータ２１の焼成温度、約１４００℃を考慮すると、そ
の融点がある程度高い、たとえばニッケル（Ｎ　ｉ　；
　１４５２度）、あるいは鉄（Ｆｅ　；　１５３５１ｆ
ｔ　）等を始めとして適宜選定することができるもので
ある。

そして、このような構成とすることにより、第２の抵抗
体２０部分での温度１−９１に伴なう制御効果を高め、
前記フィルノ、ヒータ１２側での発熱部の飽和温度を許
容値具ドに制御することがより　一層効果的に行なえる
ものである。

なお、１−述した第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。これは、両ヒータ１２，２
１の径ζ１法や長さ、さらに各抵抗体１１．２０の材質
、長さ等を適宜設定することにより簡単に得られるもの
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。な
お、本実施例では、両側のチューブの径寸法を異ならし
て形成した場合を示しているが、これは組を性等を考慮
したもので。

これに限定されるものではない。

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、その熱容品が小さなフィル
ムヒータ１２側に第２フイルムヒータ２１よりも大きな
電圧が印加され、相対的にセラミックヒータ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。

また、通電開始から所定時間経過する間にセラミックヒ
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＋　１００〜
１２５０℃程度でピーク温度に達した後１０００℃以下
で飽和し、その過加熱が防１にされることとなる。すな
わち、この時点でのセラミックヒータ２１側の第２の抵
抗体２０での抵抗値は、フィルムヒータ１２側の第１の
抵抗体としてのヒータ１Ｉ９１１に近づくものである。

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＋ｊ１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セラミックヒータ２１によるフ
ィルムヒータ１２への印加電圧の制御機能により従来の
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、」−述
した構成によるグロープラグ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℃以下に押え、３分
量に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−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セラミックヒータ
２１側の形状等やその第２の抵抗体２０の埋設状態、さ
らにそ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、発熱側であるフィ
ルムヒータｌ？の支持部を、第５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番孔その先端
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１
２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１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の抵抗体をその内部に埋設してなるセラミックヒータ
を、その外周部の一部または全体に耐熱絶縁性チューブ
等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の抵抗体を高密度な密封状態で埋設してなる制御
用のセラミックヒータを簡単かつ適切に形成し得るとと
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、さらに上述したセラミック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図はその要部とする発熱用フィル
ムヒータおよび制御用セラミックヒータでの温度特性を
示す特性図、第５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。ｌＯ・・・−ディーゼルエンジン用グロープラグ、　　
１１・・・・ヒータ膜（￥ｆＩｊｌの抵抗体）、１２・
・・・発熱用フィルムヒータ、１３−・争・中空状ホル
ダ、　　１５・拳・・外部接続端子、１６−Φ−・金属
導線、２０−・・・第２の抵抗体、２１・・・・電力制
御用セラミックヒータ、２２．２３・・・・リードワイ
ヤ、２４（２４ａ、２４ｂ）・・・・耐熱絶縁性チュー
ブ。特許出願人　自動車機器株式会社代　　理　　人　　山川政樹（ほか２名）蝋祠β Ｌｎ　　　　　　　　　　　　　Ｌｎ派　　　　　　　　法

Claims

【特許請求の範囲】

（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の抵抗体をその内部に埋設してなるセラミックヒ
ータとを備え、このセラミックヒータは、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）セラミックヒータは、少なくともその両端部外周
に耐熱絶縁性チューブが嵌装された状態で、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。