JPS63290327A - デイーゼルエンジン用グロープラグ - 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】 〔産業上の利用分野〕 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
に自己温度制御型として機能し得る二種類の発熱体を備
えてなるグロープラグの改良に関する。

〔従来の技術〕

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けこれ
に電流を流して発熱させることにより、吸気温度を土昇
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。ところで、この種のグロープ
ラグにおいて要求されることは、通電初期において内部
に組込まれた発熱体に大電力を供給することによりその
温度立Ｆり特性を向ヒさせ速熱型として機能し得るとと
もに、発熱体の溶断等を防ぐためにその飽和温度を適正
なものとしてその過加熱を防１ヒし、安定した発熱特性
を得ることができ、また副燃焼室または燃焼室内での高
温ガス中にさらされることによる耐久性を保証し得る等
といった性能を満足することである。

そして、従来からよく知られている、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ニッケルなどの
一種材料によるコイル状発熱体を埋設した一般的なシー
ス型グロープラグでは、その供給電力が発熱体を始めと
する各部への悪彰憚を防ぐために制限され、温度立ヒリ
特性の面で問題であり、しかも速熱型として機能させる
には、発熱体の過加熱を防ぐために温度制御手段を別個
に設けることが必要で、装置全体のコスト高を招くとい
った欠点があった。

また、し述した温度立上り特性を向トさせかつ自己温度
制御手段を有するものとして、抵抗温度係数の箕なる二
種類の材料によりそれぞれ形成された発熱体を用いてな
るグロープラグが、たとえば特開昭５４−１０９５３８
号公報等によって提案されている。しかし、このような
構造のものはある程度速熱型として機能する反面、製造
が面倒でコスト高となる割には発熱特性が良くないもの
で、上述した性能をすべて満足し得るとは言い難いもの
であった。これは、この種従来のグロープラグでは、抵
抗温度係数の小さい発熱体を先端側に、かつ抵抗温度係
数の大きい発熱体を後端側に設け、この後端側発熱体の
温度変化による抵抗変動を利用して通電直後において先
端側発熱体に大電力を供給してその迅速な赤熱化を図っ
ているが、両売熱体があまりにも近接して配置されるた
め後端偶発熱体が先端側からの熱影響によりあまりにも
早く温度」二昇し、これにより先端側への供給電力が制
御されることによる。そして、このような問題から発熱
特性に欠け、速熱型としての効果を発揮し得ないもので
あった。

このため１本出願人は、上述した二種材料による発熱体
を用いることによる利点を有効に活用すべく種々研究、
開発を行なった結果、従来のものは、二種類の発熱体が
互いにあまりにも近接して配設されているため熱Ｖ−響
を受けて通電初期における大電流の通電時間が短くなる
点に注目し、この問題を解決し得るものとして、特開昭
５７−１８２０２６号公報により安定かつ速熱性に優れ
た発熱特性を得ることができる安価な自己温度制御型の
グロープラグを先に提案している。

これを第２図および第３図を用いて簡単に説明すると、
図中符号ｌはステンレススチール等の耐熱金属材料から
なるシース、２はこのシースｌを先端部において保持す
るハウジングで、このハウジング２の後端部には絶縁ブ
ツシュ３を介して電極棒４が同心状に取付けられ、この
電極棒４の先端は前記シースｌ内に挿入されている。

そして、シース１先端側内部空間には、たとえば鉄クロ
ムあるいはニッケルクロム合金などのように正の抵抗温
度係数の小さな導電材料で形成された第１の螺旋状発熱
体５（以下第１の発熱体という）が軸線方向に沿って配
設され、その一端は前記シースｌと電気的に接続されて
いる。また。

前記シースｌの後端側内部空間には、この第１の発熱体
５と連続してシース１後端側の電極棒４との間に、たと
えばニッケルまたはカーボン含有埴が０．２５％以下の
低炭素鋼（以下低炭素鋼という）等の止の抵抗温度係数
の大きな導電材料で形成された第２の螺旋状発熱体６（
以下第２の発熱体という）が配設され、さらにこれら両
売熱体５．６はシースｌ内に売場されたマグネシア（Ｍ
ｇＯ）等の耐熱絶縁粉末７により埋設されている。

ここで、この第２の発熱体６は、それ自身が発熱源とし
て作用するばかりでなく、前記第１の発熱体５に対し１
通電開始直後においてはその抵抗値が小さいため大電力
を供給することができ、かつ通電時間の経過と共に抵抗
値が増大してその供給電力を減少させ、グロープラグ自
身の飽和温度を低くおさえ、過加熱を防止する温度制御
手段としても作用する。これは、この第２の発熱体６の
抵抗値が通電による発熱と共に順次増大することから明
らかであろう。

そして、この第２の発熱体６による電流制御を適切なも
のとするために、第１の発熱体５と第２の発熱体６とは
、それぞれの螺旋部が所定の間隙’　　（：ＧＡＰ）を
おいて対向するようにして接続されている。すなわち、
これら両売熱体５．６の螺旋部間に一定の間隙を設ける
ことで、従来問題とされていた第１の発熱体５からの第
２の発熱体６にｔ、ｉする熱影響に時間的間隔を保ち、
これにより第２の発熱体６による電澄制御を時間的に遅
らせて第１の発熱体５への大電力の供給時間を延ばし、
この第１の発熱体５を急速に赤熱させて温度立上り特性
を大幅に向上させ得るものである。

なお、これら自発熱体５．６は間隙内において熱伝達が
必要最小限となるように、たとえば各発熱体の最終螺旋
部端５ａ、６ａからそれぞれ軸線方向に向って延長され
た直線状端部５ｂ、６ｂの端面同上を当接させてプラズ
マアーク溶接等で接続されている。また、８は上述した
自発熱体５゜６内に貫通して配設されこれらを所定個所
に保持するセラミック等の耐熱絶縁材料からなるガイド
棒で、両売熱体５，６間の間隙を適正に維持し発熱特性
の安定化を図るためのものである。

このような構成によれば、通電開始直後では。

第２の発熱体６の抵抗が小さく大電力が第１の発熱体５
に集中し、第４歯中ａで示す特性曲線から明らかなよう
に２３０Ｗにも及び、迅速に発熱される。また、この第
１の発熱体５からの熱影響が第２の発熱体６に伝達され
その抵抗値が増大するまでに前述した間隙の存在で時間
遅れが生じ、第１の発熱体５に大電力が集中する時間が
長くとれるためこの部分の速熱性が良好となる。

一方、第２の発熱体６においても同図中すで示される特
性曲線から明らかなように、　１００Ｗ近い供給電力が
加わり徐々に発熱し、その発熱温度と第１の発熱体５か
らの熱影響に伴なって抵抗値が増加する。この抵抗値の
変化で供給電流が減少し、第１の発熱体５への印加電圧
が減少すると、第１の発熱体５における供給電力は急速
に減少し、その発熱シが制限されて過加熱が防止される
。勿論、このときには第２の発熱体６もそれ自身が発熱
体として働き、これによりシース１は順次加熱されてエ
ンジン始動に必要な温度（′ａ常８００℃）まで温度ヒ
昇する。このようなグロープラグの発熱特性を：ｔＳ５
図中Ｃで示しており、同図中ｄで示す従来の間隙のない
タイプに比べて温度立Ｆり特性が大幅に向−ヒするもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した構成による自己温度制御型のグロー
プラグを構成するうえで問題とされることに、シース１
内で耐熱絶縁粉＊７中に埋設される第１および第２の発
熱体５．６の前記間隙内での接続構造がある。すなわち
、これら第１および第２の発熱体５．６は、コイル径、
！！Ｉ径共にかなり小さい部品であり、これらを各発熱
体５．６の最終螺旋部端５ａ、６ａから互いに延設した
直線状端部５ｂ、６ｂの端面同士をτいに突き合わせて
溶接接続することは、弗常に煩雑な作業を必要・とする
ものであり、また接合強度等の信頼性の而からも問題で
、より簡単かつ適切に自発熱体５゜６端部を溶接して接
合し得る何らかの対策を講じることが望まれている。

特に、このような自発熱体５．６を接続するうえで問題
となることは、これらを耐熱絶縁粉末７中に埋設するこ
とでシースｌどの間の絶縁状態を確保することで、この
ためには前記自発熱体５゜６端部同士の接続部がそれぞ
れの螺旋部よりも外方に突出しない状態で接続すること
、さらに自発熱体５．６を同心性を保って接続すること
等を満足することが望まれ、これらの点を考慮すること
が必要とされている。

〔課題を解決するための手段〕

このような問題を解決するために本発明に係るティーゼ
ルエンジン用グロープラグは、正の抵抗温度係数が異な
る材料にて形成された二種類の発熱体を有し、かつこれ
ら自発熱体を所定の間隙をおいて接続する接続部を、そ
れぞれの螺旋部端から相手側に向って延設された直線状
端部同士を互いに平行して重ね合わせて固着接合するこ
とにより接続するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、第１および第２の発熱体の螺旋部端か
ら平行して延設された直線状端部同士を、それぞれの発
熱体をガイド棒等に嵌装した状態で、各ＴＩＲ旋部の周
方向において重ね合うように対設させ、かつその重なり
部分を溶接等で固着接合することにより接続される。

〔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（ａ）、（ｂ）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、これらの図
において第３図等と同一または相当する部分には同一番
号を付してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、抵抗温度係数の異なる第１およ
び第２の発熱体５．６を所定の間隙（Ｇ　Ａ　Ｐ）内で
接続する接続部（図中符号１０で示す）を、それぞれの
螺旋部端５ａ、６ａから相手側に向って延設された直線
状端部５ｂ、６ｂを互いに平行して重ね合わせ、その重
なり部分をプラズマアーク溶接等で固着接合することに
より構成したところに特徴を有している。

ここで、このような溶接接続を行なうにあたっては、両
売熱体５，６をその支持用ガイド棒８に嵌装させた状態
で、それぞれの直線状端部５ｂ。

６ｂ同士をガイド棒８の外周部（発熱体５．６の螺旋部
枠と略々等しい）に沿って周方向から突き合わせ、その
重なり部分を溶接するとよい。

そして、このような構成によれば、直線状端部５ｂ、６
ｂの端面同士を突き合わせて溶接する場合に比べ、溶接
作業がきわめて簡単かつ適切に行なえ、また両売熱体５
．６が所定長さにわたって屯なり合って接合されること
から、接合強度等の信頼性の面からも優れ、さらに組立
時等にかかわらず両売熱体５．６の同心性を維持するう
えで効製を発揮させ得るものである。さらに、このよう
な構成では、両売熱体５．６の直線状端部５ｂ。

６ｂを、螺旋部と略々等しい径寸法内において周方向か
ら重ね合わせることが比較的簡単に行なえ、るものであ
り、シースｌ内に組込んだ際に耐熱絶縁粉末７中に適切
かつ確実に埋設することができ、シースｌ側へのショー
ト等といった問題を生じる虞れもない。

また、上述したような接続部ｌＯ構造では、両売熱体５
，６を所定間隙をおいて熱伝達が必要最小限となるよう
にして接続するうえでも利点をもつものである。すなわ
ち、この間隙内での接続部１０での断面積を、発熱体５
．６＠旋部における断面積に比べて相対的に大きくする
ことが可能で、これにより抵抗値が小さくなるために、
通電時においてこの接続部ｌＯでの発熱を、螺旋部側に
比較して抑制することができ、前述した第２の発熱体６
による通電電力制御を、より効果的に発揮させ得るもの
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
り、またその適用するグロープラグ横曲も第２図および
第３図に例示したものに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以Ｅ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、正の抵抗温度係数の異なる二
種類の発熱体を所定の間隙内で接続する接続部を、それ
ぞれの螺旋部端から延設された直線状端部を互いに平行
して重ね合わせ、その重なり部分を溶接接合することで
構成するようにしたので、ｍ単かつ安価な構成にもかか
わらず、直線状端部の端面同士を突き合わせて溶接する
場合に比べ、溶接作業等がきわめて簡単かつ適切に行な
え、また両売熱体が所定長さにわたって東なり合って接
合されることから、接合強度等の信頼性の面からも優れ
、両売熱体の同心性を維持することが可能で、さらに両
売熱体の直線状端部を、螺旋部と略々等しい径寸法内に
おいて周方向から重ね合わせることが比較的簡単に行な
え、シース等との絶縁性を確保するうえでも有利である
等の種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係るディーゼルエンジ
ン用グロープラグを示す要部拡大図およびその要部断面
図、第２図は本発明を適用して好適なグロープラグ全体
の概略構成を示す縦断面図、第３図はその要部拡大断１
面図、第４図および第５図はその特性図である。 ｌ・・・・シース、２・・・・ハウジング、４・・・・
電極棒、５．６・・・・第１．第２の螺旋状発熱体、５
ａ、６ａ・・・・最終螺旋部端、５ｂ　、５ｂ・・・・
接続用直線状端部、７・・・・耐熱絶縁粉末、８・・・
・ガイド棒、１０・・・・接続部。 第１図 （ａ） （ｂ） 坑　２　図 フ 第　３７ °−！８更ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の螺旋状発熱体と、この第１の螺旋状発熱体に対し
   直列に接続されかつ第１の螺旋状発熱体よりも正の抵抗
   温度係数の大きな材料で形成された第２の螺旋状発熱体
   と、これら両発熱体を耐熱絶縁粉末中に埋設した状態で
   被覆するシースとを備え、前記第１の螺旋状発熱体と第
   ２の螺旋状発熱体の螺旋部端間に間隙を設けるとともに
   、この間隙内において両発熱体を、それぞれの螺旋部端
   から相手側に向って延設された直線状端部同士を互いに
   平行して重ね合わせて固着接合することにより接続した
   ことを特徴とするディーゼルエンジン用グロープラグ。