JPS642855B2

JPS642855B2 -

Info

Publication number: JPS642855B2
Application number: JP16873882A
Authority: JP
Inventors: Hiroji Hatanaka; Tozo Takizawa
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1989-01-18
Also published as: JPS5960125A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、デイ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
ラグに関する。

一般に、デイ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、この種のグロープラグとして従
来から、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ツケルなどの
一種材料によ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ことによる耐久性を保
証している。

しかしながら、上述した一種材料による発熱線
を用いたグロープラグでは、シース等を介しての
間接加熱であることからグロープラグの昇温に時
間がかゝりすぎるという問題が生じている。すな
わち、加熱時において発熱線に電流を流すことに
より発生する熱は耐熱絶縁粉末を経てシース側に
伝達されるため、その赤熱までに時間がかゝり、
熱伝達効率の面で問題である。そして、このよう
なグロープラグでは、その発熱温度をエンジンの
始動に必要な温度、たとえば900℃とするには数
10秒の時間を必要とし、その結果エンジンをすみ
やかに始動することができないという欠点があつ
た。

また、このような加熱時における温度立上り特
性を向上させるためには、通電初期に大電力を供
給して発熱線を急速に発熱させることが考えられ
るが、この場合には発熱線の溶断あるいは高熱に
よるシースの破損などが生じ易く、さらにバツテ
リ、電気回路側に悪影響を及ぼし、またヒユーズ
の切断等の問題があり、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
必要となり、予熱装置全体のコストの上昇を招く
という問題があつた。

特に、近年では、デイーゼルエンジンが一般乗
用車に多く使用されるようになつており、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。

このため、この種のグロープラグにおいて、発
熱線などの材料の選定等を含む種々の改良が加え
られ、通電直後に大電力を供給して温度立上り特
性を向上させものとして、抵抗温度係数の異なる
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、英国特許1376817号
公報や特開昭54−109538号公報などによつて既に
提案されている。

しかしながら、このような二種材料による発熱
体を用いたグロープラグにおいて、従来のもの
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
のが実状であり、まだまだ改善の余地が残されて
いる。

このため、本発明者らは、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
すべく多年にわたる種々の研究、開発を行ない、
試行錯誤のなかで実験さらには試作を行なつた結
果、グロープラグとしての最適な特性を得るため
には、両発熱体、特に先端側発熱体の配設長さお
よび両発熱体の抵抗比を所定の範囲内で設定する
ことが必要であるとの結論に達した。

すなわち、上述したグロープラグの発熱特性を
向上させるうえで問題とされることは、二種類の
発熱体の材質、線径、外径寸法、配設長さ、およ
び常温時（20℃）の抵抗値、さらにはシースの材
質、肉厚、外径、および長さというように、性能
に影響を与えると思われる変動要素が数多く存在
し、しかも印加定格電圧もこれに準じるもので、
このように多岐にわたる要因のなかでいずれがグ
ロープラグ特性の基本要因になるかを見い出すこ
とが困難なものであつた。

そして、特に、この種のグロープラグにおいて
発熱特性として望まれることは、エンジンの始動
に必要な900℃到達時間が速く、速熱性を発揮で
きると同時に、その飽和温度を約1000℃〜1100℃
程度に押え、発熱体等の耐久性を保証することで
あり、このような点を考慮して上述した各条件を
選定しなければならないものであつた。

また、本発明者らは、種々の研究を行なつた結
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抵抗素子とし
ての後端側発熱体が加熱素子しての先端側発熱体
からの熱影響を受けてその抵抗値が急激に大きく
なり、先端側発熱体に対しての通電初期における
大電力の供給時間が短くなつている点にも注目し
た。

すなわち、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るように構成されている
が、両発熱体があまりにも近接して配設されてい
るため後端側発熱体が先端側からの熱影響により
短時間で急激に温度上昇し、これにより先端側へ
の供給電力が制御されることになる。そして、こ
のような問題からグロープラグとしての発熱特性
に欠け、速熱型としての効果を発揮し得ない結果
となるものであつた。

しかし、その一方において注意しなければなら
ないことは、抵抗素子としての後端側発熱体が、
加熱素子としての先端側発熱体から必要以上に離
れておればよいと言うものではなく、これら両発
熱体間の間隔が開き過ると、抵抗素子としての後
端側発熱体に必要な先端側への供給電流の制御機
能（つまり温度制御機能）が損なわれる結果とな
るもので、このような点もを考慮しなければなら
ない。すなわち、このような二種材料による発熱
体を用いてなるグロープラグとしては、たとえば
特公昭45−11648号公報等に示すような構成によ
るものも従来から知られているが、この従来構造
では、抵抗素子を、発熱素子から充分に離間させ
た状態で硝子絶縁物内に埋設したり、発熱素子と
の間に硝子等による封じを設けることで、加熱素
子の急激な温度上昇に影響されないような構成と
しており、抵抗素子による温度制御機能が不十分
なものであつた。これを詳述すると、このような
抵抗素子が温度上昇する条件には、この抵抗素子
自身を流れる電流による自己発熱と、加熱素子か
らの熱伝達とがあるが、上述した従来構造では、
伝熱の影響が最小限となるように構成されてお
り、しかもこの抵抗素子は温度上昇と共に抵抗値
が徐々に増大し自己発熱量も大きくなるような正
の抵抗温度係数の大きい材料で形成されるため、
通電開始時にはそれ自身の発熱は極僅かで、抵抗
値の変動特性も緩やかで、僅かづつしか大きくな
らず、加熱素子側での発熱状態に応じた温度制御
機能を得ることはできない。勿論、これに対処す
るには、この抵抗素子を、より小さい抵抗温度係
数をもつ材料で形成すればよいが、このような材
料では通電直後に加熱素子に対し大電流を供給す
るにあたつて問題で、速熱化を達成するうえで障
害となつてしまう。特に、このような抵抗素子に
必要とされることは、加熱素子を迅速に発熱させ
るとともに所要の温度状態で供給電流を制御する
ことであり、上述した加熱素子からの熱影響をも
利用することが必要で、このような点をも考慮す
ることが望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、２種類の抵抗温度係数の異なる螺旋状発
熱体を用い、かつ先端側発熱体のシース径に対す
る長さ比を1.5以下に設定するとともに、常温時
における両発熱体の抵抗比を3.0〜6.25に設定す
るという簡単な構成によつて、通電初期において
大電力を先端側に有効に集中させてその迅速な赤
熱化を図り、これにより全体の温度立上り特性を
大幅に向上させることができ、しかも後端側発熱
体のもつ自己制御作用により先端側への通電電流
を自動的にかつ効率よく制御してその過加熱を防
止し、安定かつ速熱性に優れた最適の発熱特性を
得ることが可能となり、また両発熱体の接続部で
それぞれのピツチ角が変化する点の間に、先端側
発熱体の巻線ピツチよりも３〜12倍となる大きな
間隙を設けることによつて先端側発熱体からの後
端側への熱影響をある程度押え、より一層発熱特
性を向上させることが可能となる安価なデイーゼ
ルエンジン用グロープラグを提供するものであ
る。

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イーゼル
エンジン用グロープラグの一実施例を示し、これ
らの図において、符号１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
１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ユ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１内に挿入されている。

そして、前記シース１の先端側内部空間には、
たとえば鉄クロム系合金あるいはニツケルクロム
系合金などのように抵抗温度係数（約５×10^-5／
℃）の小さい導電材料により形成された第１の螺
旋状発熱体５（以下第１の発熱体という）が軸線
方向に沿つて配設され、その先端は前記シース１
と電気的に接続されている。

また、前記シース１の後端側内部空間には、こ
の第１の発熱体５と連続して前記シース１の後端
側の電極棒４との間に、たとえばニツケル、また
はカーボン含有量が0.25％以下の低炭素鋼（以下
低炭素鋼という）等の抵抗温度係数（約５×
10^-3／℃）の大きな導電材料により形成された第
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、さらにこれら第１および第２の発熱
体５，６はシース１内に充填されたマグネシア等
の耐熱絶縁粉末７により埋設されている。ここ
で、第２の発熱体６の材質としては、白金（約４
×10^-3／℃）、タングステン（約５×10^-3／℃）、
モリブデン（約４×10^-3／℃）などのように抵抗
温度係数の大きな導電材料を用いてもよいことは
言うまでもない。

そして、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、通電開始直後においては大電力を供
給し、かつ通電時間の経過と共にその供給電力を
減少させて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。すなわち、この第２の発熱体６は、第１
の発熱体５に比べて抵抗温度係数の大きな材料に
より形成され、通電開始直後においては発熱が極
めて小さいためその抵抗値は小さい。そして、通
電時間の経過と共に第１の発熱体５からの熱伝達
とそれ自身との発熱とにより順次に温度上昇し、
この上昇温度に比例してその抵抗値が増大し、第
１の発熱体５への供給電力を制御する。

特に、このような第２の発熱体６としては、ニ
ツケルなどに比べて抵抗温度係数の充分に大きな
低炭素鋼を用いることが好ましく、第１の発熱体
５への供給電力を制御し、グロープラグの発熱特
性を向上させるうえで、その効果を発揮でき、し
かもコススト的に安価であるといつた利点があ
る。

さて、本発明によれば、上述したように発熱源
およびその制御手段として機能する第１の発熱体
５と第２の発熱体６とにおいて、第１の発熱体５
のシース１の外径寸法に対する長さ比を1.5以下
に設定し、さらにこの第１の発熱体５の第２の発
熱体６に対する常温時（通常20℃）における抵抗
比を3.0〜6.25の範囲内で設定するようにしたと
ころに特徴を有している。

すなわち、第１の発熱体２の長さは速熱性をよ
くするうえで重要なものであり、これを必要最小
限にして電力密度を大きくする必要がある。一
方、第２の発熱体６の長さは飽和温度分布を適正
なものとするために重要なところであり、飽和時
における電力密度を第１の発熱体６と等しくする
必要がある。そして、このような点を考慮し、
種々検討した結果、第１の発熱体５のシース１の
外径寸法に対する長さ比を1.5以下に設定すれば、
他の条件が多少変更されたとしても速熱性と飽和
温度の適正化を図れることが実験により確認され
ている。

さらに、各発熱体５，６の抵抗値は定格電圧に
対する温度上昇レベルを決定するうえで重要なと
ころであり、その抵抗比を3.0〜6.25の範囲内で
設定すれば、速熱効果と飽和時の温度分布との調
和を図り、適正な特性が得られることが実験によ
り確認されている。そして、この値を外れるとい
ずれも特性が悪化するもので、速熱性あるいは飽
和温度が害される結果となる。

また、本発明によれば、上述した第１の発熱体
５と第２の発熱体６との直列接続部分で第１の発
熱体における後端側でのピツチ角が変化する点か
ら第２の発熱体６における先端側でのピツチ角が
変化する点までの間に、第２図からも明らかなよ
うに、第１の発熱体５を基準としてその巻線ピツ
チよりも３〜12倍程度大きな間隙を設け、この間
隙内において両発熱体５，６を接続するように構
成している。すなわち、このように両発熱体５，
６間に一定の間隙を設けることにより、従来問題
であつた第２の発熱体６に対する先端側の第１の
発熱体５からの熱伝達を、両発熱体５，６間の間
隙中に存在する耐熱絶縁粉末７にて時間的間隔を
保てるようにし、これにより第２の発熱体６によ
る電流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、しかもその発熱温度を適正な飽和温度に
保持できるようにしている。

ここで注意すべき点は、この第１の発熱体５が
過加熱されない程度の適切な時間をおいて、第２
の発熱体６を自己発熱および第１の発熱体５から
の熱伝達により適切に温度上昇させ、これによつ
て増大する抵抗値により第１の発熱体５への供給
電流を制御し得るようにすることで、両発熱体
５，６間の間隙長さ、およびこの間隙内における
両発熱体５，６の接続構造に注意しなければなら
ない。

このため、本実施例によれば、第１および第２
の発熱体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ツク等の耐熱絶縁材料か
らなるガイド棒８を用いており、このガイド棒８
はシース１の先端部内側と電極棒４の先端部との
間でその軸線上に固定される。そして、このよう
なガイド棒８を用いれば、両発熱体５，６を所定
間隙に保つことが簡単かつ確実に行なえ、たとえ
発熱体として線径が細くあるいは材質がやわらか
い材料を用いたとしても所望の間隙を保つて発熱
特性の安定化を図ることが可能となる。また、こ
のようなガイド棒８を用いると、発熱体５，６の
シース１への組込み作業が簡単かつ確実となり、
さらに発熱体５，６とシース１とがシヨートして
シース１が溶損するといつた問題もなくなる。し
かし、両発熱体５，６がある程度剛性を有し、間
隙を保つて配設できる範囲内であれば、ガイド棒
８は必ずしも用いる必要はないことは言うまでも
ない。

ここで、上述した間隙は、シース１の外径、厚
さおよび長さ、両発熱体５，６の線径、外径、長
さおよび抵抗値などにより適切な値とすべきで、
第１の発熱体５を基準とし、その巻線ピツチをＰ
とした場合に、３〜12Pであるとよいことが確認
されている。

また、両発熱体５，６は上述した間隙内におい
て熱伝達が必要最小限となるようにして接続され
ている。すなわち、本実施例によれば、各発熱体
５，６の最終螺旋部５ａ，６ａでのピツチ角が変
化する点からそれぞれ軸線方向に向つて延長され
た直線状端部５ｂ，６ｂの端面を、両者の中間部
において当接させてプラズマアーク溶接などによ
り接続している。しかし、各直線状端部５ｂ，６
ｂを第３図に示すように重ね合わせて接続しても
よいし、さらにその接続位置もこの間隙内であれ
ば必ずしも中央部に限定されない。また、上述し
た直線状接続部の必ずしも軸線上に沿つている必
要はなく軸線方向に対し斜めに設けてもよく、し
かもこの間隙内において曲線あるいは螺旋状に接
続することも自由である。要するに、第１の発熱
体５における後端側でのピツチ角が変化する点か
ら第２の発熱体６における先端側でのピツチ角が
変化する点までの間に、第１の発熱体５における
巻線ピツチよりも３〜12倍となる大きな間隙を設
けるとともに、この間隙内において両発熱体５，
６間の熱伝達を、上述した条件を満足し得る程度
に小さくして接続するとよい。たとえば両発熱体
５，６におけるピツチ角が変化する点がガイド棒
８の周方向で同じ位相位置にあるときには、その
軸線方向に向う直線状部５ｂ，６ｂで単純に接続
するとよいが、ガイド棒８の周方向での位相がず
れたりしているとき等においては、軸線方向に所
要の角度をもつて斜めに設けられた直線または曲
線、あるいは螺旋状の接続部で接続するとよいも
のである。ここで、第６図には、両発熱体５，６
のピツチ角が変化する点が、略々180度ずれて位
置され、かつそれぞれの点から螺旋部を介して位
相が揃えられた点同士を直線状部で５ｂ，６ｂで
接続した場合を示している。

このような構成によるグロープラグによれば、
通電開始直後においては、第２の発熱体６の抵抗
値が小さいため大電力が第１の発熱体５に集中
し、その供給電力は第４図中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。特に、上述したように両発熱体５，６間に
間隙を設けた構成では、この第１の発熱体５から
の熱影響が第２の発熱体６に伝達され抵抗が増大
するまでに時間遅れがあり、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ｂ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、これにより徐々に発熱し、
この発熱温度および第１の発熱体５側からの熱影
響に伴なつて抵抗値が増加する。そして、この抵
抗値の変化に応じて電流が減少し、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、その発熱量が制
限されて過加熱が防止される。このときには、第
２の発熱体６はそれ自身のみで必要な発熱量を有
し、シース１は順次加熱されてエンジン始動に必
要な温度（通常900℃）まで温度上昇する。

そして、このような本発明によるグロープラグ
の発熱特性を第５図中ｃで示しており、同図中ｄ
で示す従来のものに比べて温度立上り特性が大幅
に向上することが理解されよう。

ここで、本発明において、第１および第２の発
熱体５，６間の間隙を、３〜12Pとした理由を以
下に述べる。

すなわち、第６図に示すように、シース１の外
径寸法をDS，その肉厚をHS，ハウジング２から
突出するシース１の長さをLS，第１の発熱体５
のコイル径をDC，そのコイル長をLR，第２の発
熱体６のコイル長をLBとし、それぞれDS＝5.0
mm、HS＝0.8mm、LS＝25mm、DC＝2.3mm、LR＝
３mm、LB＝７mmと設定するとともに、第１の発
熱体５として線径が0.35mm、巻数が５、巻線ピツ
チＰが0.60mmの鉄クロム線材から形成されたも
の、第２の発熱体６として線径が0.38mm、巻数が
12、巻線ピツチＰが0.58mmの低炭素鋼材（カーボ
ン含有量が0.01〜0.10％のもの）から形成された
ものを用いた場合における面発熱体５，６間の間
隙Ｇの変化に対応する特性図を第７図および第８
図に示している。

これを簡単に説明すると、第７図は両発熱体
５，６間の間隙GAP（MMおよびPITCH）に対
する各発熱温度の立ち上り時間TIME（SEC）を
示す特性図であつて、この特性図からエンジン始
動に必要な温度（通常900℃）に達する時間を速
くするためには、両発熱体５，６間の間隙Ｇが２
mm以上（約3.3P以上）であればよいことが確認さ
れる。一方、第８図は同じく両発熱体５，６間の
間隙GAP（MMおよびPITCH）に対する最大発
熱温度TEMPERATURE（℃）を示す特性図で
ある。そして、この特性図において、第１の発熱
体５の過加熱を防ぐためには、シース１表面の発
熱温度が1150℃未満である必要があることから、
間隙Ｇは７mm以下（約12P以下）でなければなら
ないことが確認される。勿論、これは上限値であ
り、実際に使用するためには、各部の耐久性等を
考慮してより小さな値とすることが望まれる。

したがつて、前述した条件に設定した場合にお
ける最適な間隙Ｇは２〜４mm（3P〜7P）である
ことが容易に理解されよう。そして、グロープラ
グの仕様変更により各部の寸法、ピツチ等が適宜
変更されたとしても、両発熱体５，６間の間隙Ｇ
が１〜７mm（1.5〜12P）の範囲内であればよいこ
とが実験により確認されている。

また、第９図は上述した設定条件を有するグロ
ープラグにおいて、第１の発熱体５のコイル長さ
LRを変化させ、シース１の外径寸法DSに対する
長さ比ε_L（＝LR／DS）を変化させた場合の発熱
温度（TEMPERTURE）と立上り時間
（TIME）と関係を示す特性図であつて、この場
合第１の発熱体５のコイル長さLRを2.5mm，5.0
mm，7.5mmに設定した場合を示している。そして、
この特性図からε_Lが小さい程特性的に優れてお
り、種種の状件を考慮しても最大ε_Lが1.5以下で
あれば、速熱性と適正な飽和温度を得ることがで
きることが容易に理解されよう。

ここで、第２の発熱体６のコイル長LBも上述
した所望の特性を得るためには重要なところであ
り、第１の発熱体５のコイル長LRが1.5〜７mmの
範囲内で変化するのに対し、そのコイル長LBを
３〜15mmに設定すればよいことが実験により確認
されている。

さらに、第１０図は上述した設定条件を有する
グロープラグにおいて、第１の発熱体５の常温時
の抵抗値R_Rと第２の発熱体６の常温時の抵抗値
R_Bと抵抗比ε（＝R_R／R_B）を変化させた場合の発
熱温度（TEMPERTURE）と立上り時間
（TIME）との関係を示す特性図であつて、この
特性図から最適な特性曲線はε＝4.38（R_R＝0.35
Ω，R_B＝0.08Ω）のときであることが容易に理解
されよう。すなわち、本願発明の特徴としている
「抵抗比εが3.0以下であるときには、第１の発熱
体５の抵抗値R_Rに比較して第２の発熱体６の抵
抗値R_Bが相対的に大きいため、第１の発熱体５
に分圧される電圧が低くなり、これにより温度上
昇が遅くなつて速熱性に欠け、しかも電流制御作
用および第２の発熱体６側に分圧される電圧が大
きいことから電流制御機能が大きく働き、飽和温
度は低くなる。したがつて、グロープラグの耐久
性の面からは有利であるが、速熱性に欠け、エン
ジン始動性の面からは問題となる。

一方、抵抗比εが6.25以上であるときには、第
２の発熱体６の抵抗値R_Bに比較して第１の発熱
体５の抵抗値R_Rが相対的に大きく、第１の発熱
体５に分圧される電圧が高いため、温度上昇が速
くなる。しかも、電流制御作用および第２の発熱
体６に分圧される電圧は小さいために、電流制御
機能は小さく、飽和温度は高目となつて、エンジ
ン始動性の面からは有利であるが、グロープラグ
の耐久性の面からは好ましくなく、実用面で問題
を生じる。

そして、上述した条件を多少変更したとしても
抵抗比εが3.5〜5.5であれば最適な特性が得ら
れ、その他各種の条件の変更を考慮しても最大
3.0〜6.25の範囲内であれば、上述したエンジン
始動性とグロープラグ耐久性とをバランスさせて
満足し得ることが、実験により確認されている。

ここで、第１の発熱体５による速熱性とその飽
和温度に対し重要な影響を与える第２の発熱体６
の材料について若干の意見を述べる。すなわち、
この第２の発熱体６において要求されることは、
第１の発熱体５よりも正の抵抗温度係数の充分に
大きな導電材料により形成し、第１の発熱体５へ
の供給電力を適切に制御することである。そし
て、このような第２の発熱体６の材料として、前
述したようにニツケルや低炭素鋼などが考えられ
る。しかし、これらの材料の温度と抵抗比
（Rt／Ro；Rt；ｔ℃での抵抗、Ro；常温０℃ま
たは20℃での抵抗）との関係を調べると、第１１
図に示すように、その特性が大きく異なり、グロ
ープラグの発熱特性を考慮すると、高温時におけ
る抵抗比が他の材料に比べて大きくなる低炭素鋼
が最適であるとの結論に達した。そして、このよ
うな低炭素鋼はコスト的にも安価で、全体のコス
ト低減化に果たす効果も大きいものである。

第１２図ないし第１４図は本発明に係るグロー
プラグの他の実施例を示し、第１図および第２図
と同一部分あるい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、本実施例によれば、第１および第２の発
熱体５，６の螺旋部間に形成される間隙内に位置
するようにしてガイド棒８の軸線方向の一部に
は、両発熱体５，６間の熱伝達を防ぐ遮熱用の大
径部１０が一体に設けられ、この大径部１０には
その両端側を連通するように軸線方向に沿つて形
成された直線状の溝１１が形成されている。そし
て、この溝部１１内には両発熱体５，６の直線状
端部５ｂ，６ｂによる直線状接続部が係入されて
いる。しかし、この溝部１１およびこれに係入さ
れる両発熱体５，６の接続部は前述した実施例と
同様に、軸線上に位置する必要はなく、また直線
状である必要もない。

このような大径部１０をガイド棒８に設ける構
成によれば、両発熱体５，６間での熱伝達を必要
最小限として第２の発熱体６による電流制御を遅
らし、第１の発熱体５への大電力の集中時間を長
くしてその迅速な赤熱化が図れ、しかもその時間
調整が精度よく安定して行なえるため、発熱特性
を大幅に向上させることが可能となる。そして、
上述した大径部１０の溝部１１内で両発熱体５，
６を接続するため、その作業が簡単かつ確実に行
なえ、また両発熱体５，６間での間隙を保つうえ
でも有利であるといつた利点がある。

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，変更し得る
ことは勿論である。たとえば両発熱体５，６間に
間隙を設けることは、必ずしも必要とされるもの
ではなく、要は両発熱体の長さ比および抵抗比を
所望の範囲内に設定すれば、必要とされる発熱特
性が得られることは容易に理解されよう。

以上説明したように、本発明に係るデイーゼル
エンジン用グロープラグによれば、抵抗温度係数
の異なる二種材料からなる第１および第２の発熱
体において、第１の発熱体のシース径に対する長
さ比を1.5以下とし、かつ両発熱体の抵抗比を3.0
〜6.25の範囲内で設定するようにしたので、以下
に列挙する優れた効果が得られる。

(1) 第２の発熱体により通電初期において第１の
発熱体に大電力を有効に集中させ、迅速な赤熱
化を図り、従来に比べて温度上昇特性を大幅に
向上させて速熱型としてのグロープラグを得る
ことができ、その結果デイーゼルエンジンの始
動性を大幅に向上させることができる。

(2) さらに、エンジン始動時においては、第２の
発熱体自身の発熱温度および第１の発熱体から
の熱伝達によつて温度上昇される第２の発熱体
のもつ温度制御機能および両発熱体の長さ比、
抵抗比の適正化により、グロープラグ全体の過
加熱を防止しその飽和温度を最適なものとする
ことができるため、従来のような溶断事故が生
じるといつた問題は生じることがない。特に、
このような制御機能は、第２の発熱体を低炭素
鋼により形成した場合により効果を発揮し得る
ものである。

(3) また、両発熱体間に第１の発熱体の巻線ピツ
チの３〜12倍程度の間隙を設け、かつ両発熱体
の長さ比および抵抗比を適切な値と設定するこ
とにより、第１の発熱体からの第２の発熱体へ
の熱影響を時間的に遅延させることができるた
め、より一層グロープラグとしての発熱特性を
向上させることができ、しかも全体の構成が簡
単で、その製造も容易に行なえ、また動作上の
信頼性が高く、コスト的に安価であるといつた
利点がある。

(4) さらに、絶縁性のガイド棒を用い、またその
ガイド棒に大径部を設けることにより、より一
層安定しかつ適正な発熱特性を得ることがで
き、しかも発熱体の溶接などの接続作業を含む
全体の組立作業も簡単かつ確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデイーゼルエンジン用グ
ロープラグの一実施例を示す全体の概略構成の縦
断面図、第２図はその要部拡大断面図、第３図は
その変形例を示す図、第４図および第５図は本発
明による動作を説明するための特性図、第６図は
実験データを説明するためのグロープラグの要部
拡大断面図、第７図および第８図は間隙Ｇの変化
に対応する発熱温度の立上り時間、最大発熱温度
の関係を示す特性図、第９図は第１の発熱体のシ
ース径に対する抵抗比を変更した際の発熱温度と
立上り時間との関係を示す特性図、第１０図は両
発熱体の抵抗比を変更した際の発熱温度と立上り
時間との関係を示す特性図、第１１図は第２の発
熱体の最適な材料を示す特性図、第１２図は本発
明の他の実施例を示す全体の縦断面図、第１３図
はその要部拡大断面図、第１４図はその特徴とす
るガイド棒の斜視図である。１……シース、２……ハウジング、４……電極
棒、５……第１の発熱体、６……第２の発熱体、
５ｂ，６ｂ……直線状端部、８……ガイド棒、１
０……大径部、１１……溝部。

Claims

【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
熱体の後端側に対し先端側が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
れら両発熱体を被覆するシースとを備え、前記第
１の螺旋状発熱体のシース径に対する長さ比を、
1.5以下に設定するとともに、この第１の螺旋状
発熱体の第２の螺旋状発熱体に対する常温時の抵
抗比を、3.0〜6.25の範囲内で設定したことを特
徴とするデイーゼルエンジン用グロープラグ。２第２の螺旋状発熱体はカーボン含有量が0.25
％以下の低炭素鋼により形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のデイーゼル
エンジン用グロープラグ。３第１の螺旋状発熱体と、この第１の螺旋状発
熱体の後端側に対し先端側が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
れら両発熱体を被覆するシースとを備え、前記第
１の螺旋状発熱体のシース径に対する長さ比を、
1.5以下に設定するとともに、この第１の螺旋状
発熱体の第２の螺旋状発熱体に対する常温時の抵
抗比を、3.0〜6.25の範囲内で設定し、かつ前記
第１の螺旋状発熱体における後端側でのピツチ角
が変化する点から第２の螺旋状発熱体における先
端側でのピツチ角が変化する点までの間に、第１
の螺旋状発熱体の巻線ピツチの３〜12倍の大きな
間隙を設けたことを特徴とするデイーゼルエンジ
ン用グロープラグ。４第２の螺旋状発熱体はカーボン含有量が0.25
％以下の低炭素鋼により形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載のデイーゼル
エンジン用グロープラグ。