JPH07233944A - 発熱素子 - Google Patents
発熱素子Info
- Publication number
- JPH07233944A JPH07233944A JP5106894A JP5106894A JPH07233944A JP H07233944 A JPH07233944 A JP H07233944A JP 5106894 A JP5106894 A JP 5106894A JP 5106894 A JP5106894 A JP 5106894A JP H07233944 A JPH07233944 A JP H07233944A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- protective outer
- metal protective
- outer cylinder
- glass layer
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックの熱的な疲労破壊を防止した発熱
素子あるいはこの発熱素子を組み込んだグロ−プラグの
提供にある。 【構成】 セラミックとこの表面のガラス層を介し、金
属保護外筒と接合してなる発熱素子において、上記金属
保護外筒の厚みを0.5〜1.0mmとするとともに、
その外筒の長さの1/10〜2/3の距離を金属保護外
筒の先端側から取った範囲が上記ガラス層を形成しない
範囲をすることにより、セラミックヒ−タのクラックや
破損を有効に防止することができる。
素子あるいはこの発熱素子を組み込んだグロ−プラグの
提供にある。 【構成】 セラミックとこの表面のガラス層を介し、金
属保護外筒と接合してなる発熱素子において、上記金属
保護外筒の厚みを0.5〜1.0mmとするとともに、
その外筒の長さの1/10〜2/3の距離を金属保護外
筒の先端側から取った範囲が上記ガラス層を形成しない
範囲をすることにより、セラミックヒ−タのクラックや
破損を有効に防止することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディ−ゼル機関用グ
ロ−プラグ、或は燃焼装置の点火等に使用する発熱素子
に関する。
ロ−プラグ、或は燃焼装置の点火等に使用する発熱素子
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セラミックヒ−タの表面にガラス
層を形成し、このガラス層と嵌合する金属保護外筒とを
銀ろう付け接合した発熱素子を、機関取付け用のねじ部
を螺設した取付金具の内腔に先端部を突出して配し、金
属保護外筒と取付金具を銀ろう付け接合し、取付金具の
他端に絶縁した端子電極を配したセラミック製グロ−プ
ラグが知られている。
層を形成し、このガラス層と嵌合する金属保護外筒とを
銀ろう付け接合した発熱素子を、機関取付け用のねじ部
を螺設した取付金具の内腔に先端部を突出して配し、金
属保護外筒と取付金具を銀ろう付け接合し、取付金具の
他端に絶縁した端子電極を配したセラミック製グロ−プ
ラグが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記グ
ロ−プラグは、ガラス層が被嵌する金属保護外筒の全面
又は金属保護外筒の端面から突出する部分にまで形成さ
れているため、金属保護外筒の熱膨張差から生じる熱応
力が繰返し加わってセラミックヒ−タ内部からクラック
が発生成長し、終にはセラミックヒ−タの破損に至る。
そこで、かかる不具合を防止するため、特開昭62−2
2911号公報に開示されているように、ガラス層を金
属保護外筒の先端側から、金属保護外筒の長さの1/2
以下に亘って形成しない部分を設ける提案がなされてい
るが、この発熱素子を取付金具に組付けたグロ−プラグ
はディ−ゼル機関の燃焼室で振動、燃焼圧に起因する機
械的衝撃力により、尚且つセラミックヒ−タの切損する
ことが生じた。この発明者等は、その要因を実験によっ
て確かめた結果、ガラス層の形成しない部分を規定する
だけでは十分でなく、金属保護外筒の熱膨張の影響を緩
和するため、金属保護外筒の厚みを最小限度に薄くする
ことを加味することによりセラミックヒ−タの熱的な疲
労破壊が防止できることを見出した。
ロ−プラグは、ガラス層が被嵌する金属保護外筒の全面
又は金属保護外筒の端面から突出する部分にまで形成さ
れているため、金属保護外筒の熱膨張差から生じる熱応
力が繰返し加わってセラミックヒ−タ内部からクラック
が発生成長し、終にはセラミックヒ−タの破損に至る。
そこで、かかる不具合を防止するため、特開昭62−2
2911号公報に開示されているように、ガラス層を金
属保護外筒の先端側から、金属保護外筒の長さの1/2
以下に亘って形成しない部分を設ける提案がなされてい
るが、この発熱素子を取付金具に組付けたグロ−プラグ
はディ−ゼル機関の燃焼室で振動、燃焼圧に起因する機
械的衝撃力により、尚且つセラミックヒ−タの切損する
ことが生じた。この発明者等は、その要因を実験によっ
て確かめた結果、ガラス層の形成しない部分を規定する
だけでは十分でなく、金属保護外筒の熱膨張の影響を緩
和するため、金属保護外筒の厚みを最小限度に薄くする
ことを加味することによりセラミックヒ−タの熱的な疲
労破壊が防止できることを見出した。
【0004】この発明はセラミックヒ−タの熱的な疲労
破壊を防止した発熱素子或いは該発熱素子を組み込んだ
グロ−プラグの提供を目的とするものである。
破壊を防止した発熱素子或いは該発熱素子を組み込んだ
グロ−プラグの提供を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の発熱素子は、
セラミックヒ−タの表面に形成したガラス層と嵌合する
金属保護外筒とをろう付け接合する発熱素子において、
前記セラミックヒ−タ表面のガラス層は、前記金属保護
外筒の厚みtを0.5〜1.0mmとすると共に、金属
保護外筒の長さをLとしたとき、金属保護外筒の先端側
からL/10〜2/3Lの距離の範囲に形成しないこと
を特徴とし、更には上記発熱素子をディ−ゼル機関用グ
ロ−プラグに使用するものである。
セラミックヒ−タの表面に形成したガラス層と嵌合する
金属保護外筒とをろう付け接合する発熱素子において、
前記セラミックヒ−タ表面のガラス層は、前記金属保護
外筒の厚みtを0.5〜1.0mmとすると共に、金属
保護外筒の長さをLとしたとき、金属保護外筒の先端側
からL/10〜2/3Lの距離の範囲に形成しないこと
を特徴とし、更には上記発熱素子をディ−ゼル機関用グ
ロ−プラグに使用するものである。
【0006】
【作用】この発明は、金属保護外筒tを0.5〜1.0
mmとし、かつ金属保護外筒の先端側からガラス層を形
成しない距離SをL/10〜2/3Lと規定したことに
より、金属保護外筒との熱膨張差から生じるセラミック
ヒ−タへの拘束力を顕著に緩和することができ、セラミ
ックヒ−タの破損を防止することができる。
mmとし、かつ金属保護外筒の先端側からガラス層を形
成しない距離SをL/10〜2/3Lと規定したことに
より、金属保護外筒との熱膨張差から生じるセラミック
ヒ−タへの拘束力を顕著に緩和することができ、セラミ
ックヒ−タの破損を防止することができる。
【0007】
【実施例】以下、この発明を図1及び図2の実施例に基
づいて説明する。(1)はこの発明の発熱素子(2)を
取付金具(13)に配して、ディ−ゼル機関の燃焼室内
に突出して取付けられるグロ−プラグである。発熱素子
(2)はセラミックヒ−タ(3)と被嵌された金属保護
外筒(4)とから構成されている。このセラミックヒ−
タ(3)は、例えば窒化珪素(Si2 N4 )などの非酸
化セラミック焼結体の内部に高融点金属線のW、W−R
e合金などの発熱体(5)を埋設し、セラミック焼結体
と一体に焼結され、外径が3.5mmの円柱状に形成さ
れている。金属保護外筒(4)はSUS430、インコ
ネル601、インコロイ800などの耐熱耐食性金属か
ら形成され、前記セラミック(3)に発熱体(5)を埋
設した先端部(6)が金属保護外筒(4)の先端側
(7)から突出して略中央部に被嵌されている。
づいて説明する。(1)はこの発明の発熱素子(2)を
取付金具(13)に配して、ディ−ゼル機関の燃焼室内
に突出して取付けられるグロ−プラグである。発熱素子
(2)はセラミックヒ−タ(3)と被嵌された金属保護
外筒(4)とから構成されている。このセラミックヒ−
タ(3)は、例えば窒化珪素(Si2 N4 )などの非酸
化セラミック焼結体の内部に高融点金属線のW、W−R
e合金などの発熱体(5)を埋設し、セラミック焼結体
と一体に焼結され、外径が3.5mmの円柱状に形成さ
れている。金属保護外筒(4)はSUS430、インコ
ネル601、インコロイ800などの耐熱耐食性金属か
ら形成され、前記セラミック(3)に発熱体(5)を埋
設した先端部(6)が金属保護外筒(4)の先端側
(7)から突出して略中央部に被嵌されている。
【0008】セラミックヒ−タ(3)の表面の後端周側
には発熱体(5)のリ−ド線(5A)が露出され、巻回
したカップ状の接続体(8)との間に銀ろう(9)によ
りろう付けされて導通接続されており、この接続体
(8)にはリ−ド線(11)を介して端子電極(12)
が接続されている。また、セラミックヒ−タ(3)には
同じく発熱体(5)のリ−ド線(5B)が略中央部で表
面に露出されるとともに、銀ろう(9)により金属保護
外筒(4)の内壁との間に導通接続されており、更に発
熱体(5)のリ−ド線(5B)の前記導通接続部分を除
く前後にはセラミックヒ−タ(3)の表面にガラス層
(10)が形成され、このガラス層(10)が金属保護
外筒(4)との間に銀ろう(9)によりろう付け接合さ
れて発熱素子(2)が形成される。なお、ガラス層(1
0)は金属保護外筒(4)の先端側(7)からL/10
〜2/3Lの距離Sの範囲には形成されていなく、この
Sの範囲内には銀ろう(9)が流出されていても、セラ
ミックヒ−タ表面とは接合されていない。またこのSの
範囲内は銀ろうがなく空隙であってもよい。
には発熱体(5)のリ−ド線(5A)が露出され、巻回
したカップ状の接続体(8)との間に銀ろう(9)によ
りろう付けされて導通接続されており、この接続体
(8)にはリ−ド線(11)を介して端子電極(12)
が接続されている。また、セラミックヒ−タ(3)には
同じく発熱体(5)のリ−ド線(5B)が略中央部で表
面に露出されるとともに、銀ろう(9)により金属保護
外筒(4)の内壁との間に導通接続されており、更に発
熱体(5)のリ−ド線(5B)の前記導通接続部分を除
く前後にはセラミックヒ−タ(3)の表面にガラス層
(10)が形成され、このガラス層(10)が金属保護
外筒(4)との間に銀ろう(9)によりろう付け接合さ
れて発熱素子(2)が形成される。なお、ガラス層(1
0)は金属保護外筒(4)の先端側(7)からL/10
〜2/3Lの距離Sの範囲には形成されていなく、この
Sの範囲内には銀ろう(9)が流出されていても、セラ
ミックヒ−タ表面とは接合されていない。またこのSの
範囲内は銀ろうがなく空隙であってもよい。
【0009】この発熱素子(2)は機関取付螺子(1
4)を形成した取付金具(13)の内腔(15)の先端
孔で金属保護外筒(4)との間に銀ろう(16)により
ろう付け接合されている。また前記端子電極(12)は
取付金具(13)の内腔(15)の後端部に、絶縁され
たスリ−ブ(17)を段部に係止して取付金具(13)
の後端縁を加締めることにより固定され、更に端子電極
(12)には絶縁板(18)とナット(19)が螺合さ
れてグロ−プラグ(1)を構成している。
4)を形成した取付金具(13)の内腔(15)の先端
孔で金属保護外筒(4)との間に銀ろう(16)により
ろう付け接合されている。また前記端子電極(12)は
取付金具(13)の内腔(15)の後端部に、絶縁され
たスリ−ブ(17)を段部に係止して取付金具(13)
の後端縁を加締めることにより固定され、更に端子電極
(12)には絶縁板(18)とナット(19)が螺合さ
れてグロ−プラグ(1)を構成している。
【0010】ここで用いるガラス層(10)はB2 O3
−SiO2系ガラス、B2 O3 −SiO2 −K2 O系ガ
ラスを主成分とし、また、ガラスの塗布性を向上させる
ための結合剤として粘土、粘度調整剤としてホウ酸など
を加えた熱膨張係数2.0〜5.0×10-4/℃のもの
で、セラミックヒ−タの焼結体に近似した3.0〜3.
5×10-4/℃のものが用いられ、セラミックヒ−タ表
面に塗布した後、850〜1000℃の焼結温度で焼付
けられる。
−SiO2系ガラス、B2 O3 −SiO2 −K2 O系ガ
ラスを主成分とし、また、ガラスの塗布性を向上させる
ための結合剤として粘土、粘度調整剤としてホウ酸など
を加えた熱膨張係数2.0〜5.0×10-4/℃のもの
で、セラミックヒ−タの焼結体に近似した3.0〜3.
5×10-4/℃のものが用いられ、セラミックヒ−タ表
面に塗布した後、850〜1000℃の焼結温度で焼付
けられる。
【0011】金属保護外筒(4)の厚みtは0.5〜
1.0mmの範囲内で熱応力値の低減効果があり、ま
た、ガラス層(10)は金属保護外筒(4)の先端側
(7)から形成されない、いわゆる無塗布距離Sは金属
保護外筒(4)の全長としたとき、L/10〜2/3L
において熱応力値の低減効果を奏する。即ち、金属保護
外筒(4)の全長Lを20mm、その厚みtを0.5m
m、0.725mm、1.0mmのときのガラス層無塗
布距離Sとの関係を調べた結果、図3に示すように、t
は0.5〜1.0mmでガラス層無塗布距離SはL/1
0(2mm)以上で効果的であることが認められた。
1.0mmの範囲内で熱応力値の低減効果があり、ま
た、ガラス層(10)は金属保護外筒(4)の先端側
(7)から形成されない、いわゆる無塗布距離Sは金属
保護外筒(4)の全長としたとき、L/10〜2/3L
において熱応力値の低減効果を奏する。即ち、金属保護
外筒(4)の全長Lを20mm、その厚みtを0.5m
m、0.725mm、1.0mmのときのガラス層無塗
布距離Sとの関係を調べた結果、図3に示すように、t
は0.5〜1.0mmでガラス層無塗布距離SはL/1
0(2mm)以上で効果的であることが認められた。
【0012】なお、tは0.5mm未満だとセラミック
ヒ−タの保護外筒の役目が達成されず、また、1.0m
mを超える熱応力の低減効果は余り得られない。更にガ
ラス層無塗布距離Sは2mmより大きい程効果的である
が、13.3mm(2/3L)より大きくなるとガラス
層とろう付け接合が小さくなり過ぎ、金属保護外筒とセ
ラミックヒ−タとの結合強度が小さく、実用強度を有さ
なくなるため、最大2/3L未満とする必要がある。
ヒ−タの保護外筒の役目が達成されず、また、1.0m
mを超える熱応力の低減効果は余り得られない。更にガ
ラス層無塗布距離Sは2mmより大きい程効果的である
が、13.3mm(2/3L)より大きくなるとガラス
層とろう付け接合が小さくなり過ぎ、金属保護外筒とセ
ラミックヒ−タとの結合強度が小さく、実用強度を有さ
なくなるため、最大2/3L未満とする必要がある。
【0013】この発明に用いるセラミックヒ−タ(3)
は上記実施例に記載した非酸化物セラミック焼結体内に
高融点金属線の発熱体(5)を埋設したものに限定され
ず、発熱体(5)としてMoSi2 、LaCrO3 、W
C、TiN、TiCなどの導電性セラミックを非酸化物
セラミックに埋設或いは積層したものであってもよい。
は上記実施例に記載した非酸化物セラミック焼結体内に
高融点金属線の発熱体(5)を埋設したものに限定され
ず、発熱体(5)としてMoSi2 、LaCrO3 、W
C、TiN、TiCなどの導電性セラミックを非酸化物
セラミックに埋設或いは積層したものであってもよい。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明は金属保護外筒
の厚みtとガラス層の形成されない無塗布部分Sを特定
したことにより、熱応力による疲労破壊を防止してセラ
ミックのクラックや破損を有効に防止することができる
ことから、燃焼室内に取付られたグロ−プラグの寿命を
大幅に向上し、グロ−プラグとしての信頼性を得ること
ができる。
の厚みtとガラス層の形成されない無塗布部分Sを特定
したことにより、熱応力による疲労破壊を防止してセラ
ミックのクラックや破損を有効に防止することができる
ことから、燃焼室内に取付られたグロ−プラグの寿命を
大幅に向上し、グロ−プラグとしての信頼性を得ること
ができる。
【図1】この発明のグロ−プラグの実施例を示した縦断
面図である。
面図である。
【図2】図1の発熱素子を示した要部断面図である。
【図3】熱応力値の関係を示すグラフである。
1 グロ−プラグ 2 発熱素子 3 セラミックヒ−タ 4 金属保護外筒 5 発熱体 5A,5B リ−ド線 6 先端部(発熱体) 7 金属保護外筒の先端側 8 接続体 9 ,16 銀ろう 10 ガラス層 11 リ−ド線 12 端子電極 13 取付金具 14 機関取付ねじ 15 内腔 17 スリ−ブ 18 絶縁板 19 ナット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
フロントページの続き (72)発明者 小平 隆雄 神奈川県藤沢市土棚8番地 いすヾ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 一政 都志夫 神奈川県藤沢市土棚8番地 いすヾ自動車 株式会社藤沢工場内
Claims (2)
- 【請求項1】 セラミックヒ−タの表面に形成したガラ
ス層と嵌合する金属保護外筒とをろう付け接合する発熱
素子において、前記セラミックヒ−タ表面のガラス層
は、前記金属保護外筒の厚みtを0.5〜1.0mmと
すると共に、金属保護外筒の長さをLとしたとき、金属
保護外筒の先端側からL/10〜2/33Lの距離の範
囲に形成しないことを特徴とする発熱素子。 - 【請求項2】 上記発熱素子をディ−ゼル機関用グロ−
プラグに使用してなる請求項1記載の発熱素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5106894A JPH07233944A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 発熱素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5106894A JPH07233944A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 発熱素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07233944A true JPH07233944A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12876493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5106894A Pending JPH07233944A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 発熱素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07233944A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005315447A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Kyocera Corp | セラミックヒーターおよびグロープラグ |
JP4582923B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2010-11-17 | 京セラ株式会社 | セラミックヒーター |
WO2014083913A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | ボッシュ株式会社 | セラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法 |
JP2019096579A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 京セラ株式会社 | ヒータ |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP5106894A patent/JPH07233944A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4582923B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2010-11-17 | 京セラ株式会社 | セラミックヒーター |
JP2005315447A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Kyocera Corp | セラミックヒーターおよびグロープラグ |
WO2014083913A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | ボッシュ株式会社 | セラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法 |
EP2927590A4 (en) * | 2012-11-29 | 2016-08-17 | Bosch Corp | CERAMIC HEATING ELEMENT PREHEATING PLUG AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
JP6005175B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2016-10-12 | ボッシュ株式会社 | セラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法 |
JP2019096579A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 京セラ株式会社 | ヒータ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040622 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041207 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |