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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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
protective outer
metal protective
outer cylinder
glass layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5106894A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Yokoi
伸一 横井
Hiroyoshi Kimata
裕是 木全
Takao Kodaira
隆雄 小平
Toshio Ichimasa
都志夫 一政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Niterra Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd, NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP5106894A priority Critical patent/JPH07233944A/ja
Publication of JPH07233944A publication Critical patent/JPH07233944A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Resistance Heating (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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(Si24 )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。
【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。
【0010】ここで用いるガラス層(10)はB23
−SiO2系ガラス、B23 −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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
JP5106894A 1994-02-25 1994-02-25 発熱素子 Pending JPH07233944A (ja)

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JP5106894A JPH07233944A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 発熱素子

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JP5106894A JPH07233944A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 発熱素子

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JP5106894A Pending JPH07233944A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 発熱素子

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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