JPS61195580A - セラミツクヒ−タ - 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始動着火装置として使
用するグロープラグやその他、一般の加熱体のセラミッ
クヒータに関するものである。

「従来の技術および発明が解決しようとする問題点」 ディーゼルエンジンの始動着火装置として使用されるグ
ロープラグは、急速な昇温立ち上がりを得るため、通電
初期に大電流を投入し、高温下でのグロープラグのクラ
ンクの発生を防止するため着火可能温度に到達した後、
電流が少なくなるように制御することにより、安定な温
度を維持することが一般に採用されている。第１０図に
そのことを示し、通電後、２．０秒で９００℃に達し、
はぼ一定の温度を維持している。このような特性が求め
られているものである。

従来のグロープラグは、第１１図および第１２図に示す
ようなものである。すなわち、セラミック焼結体１０１
中に発熱抵抗体１０２、陽電極取出し線１０３および陰
電極取出し線を埋設し、セラミック焼結体１０１の基端
側に陽電極取出し金具１０４を固着し、そこにリード線
１０５を接続する。一方、セラミック焼結体１０１の中
間部に陰電極取出し管１０６を介在させて、金属外筒１
０７に取付けて陰電極を取出す。発熱抵抗体１０２はセ
ラミック焼結体１０１の前輪部において、軸芯に沿って
、配置され先端部で屈曲しているため第１２図に示すよ
うに、断面において２箇所に発熱抵抗体１０２が配置さ
れている。

断面において２箇所の発熱抵抗体１０２によって、所要
の熱量を供給せねばならないため、１本当りの供給熱量
がかなり大きくなって、セラミック焼結体１０１および
発熱抵抗体１０２に熱負荷が大きくなり耐久性が乏しい
ものである。また、セラミック焼結体１０１の表面から
の発熱抵抗体１０２への距離は、セラミック焼結体１０
１の表面の箇所によって、距離の差が大きくなるため第
１３図に示すように温度分布の不均一を生じている。さ
らには、セラミック焼結体１０１の断面に２箇所の発熱
抵抗体１０２が存在するため、これによって全体を加熱
する必要があるため発熱抵抗体１０２の線径が大きくな
り、セラミック焼結体１０１と発熱抵抗体１０２との線
膨張係数が異なるためセラミック焼結体１０１への熱応
力および発熱抵抗体に生ずる熱応力が大きくなり、耐久
上、問題が生じる。

１問題点を解決するための手段」 本発明は、上記の事情に鑑み、セラミック焼結体中に複
数本の発熱抵抗体を埋設し、これら発熱抵抗体からの供
給熱量がセラミック焼結体表面に均一に配分するように
したセラミックヒータである。

１作　　用」 発熱抵抗体からの供給熱量がセラミック焼結体表面に均
一に分布（すなわち断面において均一に平均するように
）する。

「第１実施例」 ディーゼルエンジンの始動着火装置として、使用される
グロープラグを第１図および第２図に示し、その回路図
を第３図および第４図に示す。Ｓ　２ＬＳｉＣＸＡＩＮ
などのセラミック焼結体１中に、ＷｌＭｏなどの２本の
発熱抵抗体２・３を埋設し、陽電極取出し線４・５を介
在させてセラミック焼結体１の基端側に取付けた陽電極
取出し金具６に接続し、さらに、リード線７に接続する
。発熱抵抗体２および３の他端は、電極取出し線８・９
に接続、し、発熱抵抗体２は、電極取出し線８を経てセ
ラミック焼結体１の中間部の陰電極取出し管１０を介し
て金属外筒１１に取付け、陰電極を取り出す。

一方、発熱抵抗体３は、電極取出し線９よりセララミッ
ク焼結体１の基端寄りに取付けた電極取出し管１２を介
して、リード線１３に接続する。

初期電圧印加時は、第３図に示すように、電源１４より
リレー接点１５を経て、リード線７、陽電極取出し金具
６より発熱抵抗体２および３に通電して、電極取出し管
１０および１２を経て、通電し、発熱抵抗体２および３
は、電源１４に対して並列に接続され、電源１４が発熱
抵抗体２および３に直接印加される。

急速昇温後は、タイマーなどにより第４図に示すように
切り換えられ、電源１４からリレー接点１６、リード線
１３、電極取出し管１２、電極取出しＩｊ！９、発熱抵
抗体３、陽電極取出し線５、陽電極取出し金具６を経て
、陽電極取出し線４、発熱抵抗体２、陽電極取出し線９
、電極取出し管１０に通電され、発熱抵抗体３および２
は直列に接続され、グロープラグ全体の合成抵抗は増大
し、通電電流が減少して供給する熱量も減少し、グロー
プラグの温度を一定に維持する。本発明のものは、セラ
ミック焼結体Ｉ中に発熱抵抗体２が第２図に示すように
４箇所以上に存在することとなり、従来のもののように
、第１２図に示すように２箇所在するものと比して、熱
容量は、断面積が等しいので同じであるから各々の発熱
抵抗体が、供給する熱量が少なくて済み、セラミック焼
結体１および発熱抵抗体２・３に対する熱負荷が小さく
なり、耐久性が向上するものである。第５図にグロープ
ラグのピーク温度でのグロープラグ過電圧テスト結果を
示したものである。従来においては、１３００℃弱でク
ラックが生じ始め、１４５０℃ではほとんどのものにク
ラックが発生しているが、本実施品では、１５００℃を
越えて初めてクランクが発生することが多いことが実験
により確認されている。

また、本グロープラグは、従来のものに比してセラミッ
ク焼結体表面から発熱抵抗体までの距離がセラミック焼
結体表面のどの位置においてもあまり差がないため、セ
ラミック断面の温度分布が第６図に示すように均一性が
あるので、焼結体表面への供給熱量も均一となる。また
、本グロープラグでは、従来のものに比してセラミック
焼結体中に多くの発熱抵抗体を埋設しているため、従来
のものよりも発熱抵抗体の線径を細かくすることができ
るのでセラミック焼結体と発熱抵抗体との線膨張係数に
差があっても、セラミック焼結体の熱応力および発熱抵
抗体に生ずる熱応力が小さくて済め、耐久性に優れてい
る。

−を二記では、グロープラグに使用するセラミック焼結
体に複数本の発熱抵抗体を埋設しておき、それらを並列
接続から直列に接続するものについて述べたが、それに
限られる必要はなく並列接続から抵抗体単体接続へ、抵
抗体車体から抵抗体単体へ、並列接続から並列接続へ、
直列接続から直列接続へあるいは抵抗体単体から並列接
続へすることもできる。この場合、急速昇温および温度
飽和時のそれぞれ任意にもしくは最適な供給熱量を得る
ためと、セラミック焼結体および発熱抵抗体への熱応力
を十分抑制するために、これら接続形態および発熱抵抗
体への抵抗値を選択できる。

「第２実施例」 タングステン（Ｗ　）を含有させた粉体に溶剤を加え、
混練したスラリーを第７図のごとく、アルミナ（八１０
）を主体とするセラミックグリーンシート基板上にスク
リーン印刷して発熱抵抗体２ｏ・２１を形成したちの１
８・１９を２枚と上部のグリーンシート１７と計３枚を
積層したものを１体焼成することにより２本の発熱抵抗
体回路を内臓した焼結体を得た。なお、上記発熱抵抗体
の材質としては、會の外、ＷＳｉ、　Ｍｏ、ＭｏＳｉ、
　Ｆｅ−、Ｎｉ、　Ｃｒ等から選ばれる１種以上で構成
したものであってもよい。また、前記と同様接続形態も
任意に選択し得る。

この加熱体においても、前記第１実施例で述べたように
初期の昇温立ち」二かりの際は、発熱抵抗体２０・２１
を並列に接続し、立ち上がり後は発熱抵抗体２０・２１
を直列に接続して所定温度に維持させることができる。

そのため従来の加熱体に比して、セラミック焼結体およ
び発熱抵抗体への熱負荷が小さくなり、耐久性が向上す
る。第９図にアルミナヒータの昇温テスト結果を示すと
、従来は１８０’Ｃ程度でクラックが生じ始め、２５０
℃ではほとんどのものにクラックが発生していたが、本
発明の実施品によると２５０°Ｃ程度から徐々にクラッ
クが発生ずる率が増大し始めて、したがって、耐久性が
向」ニしていることが実験の結果より確認されている。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例のグロープラグの縦断面図
、第２図は第１図のｎ−ｎ拡大断面図、第３図および第
４図は第１図および第２図のグロープラグの回路図、第
５図はグロープラグ過電圧テスト結果の図、第６図はグ
ロープラグの安定加熱時の計算結果による温度分布図、
第７図は第２実施例の加熱体の分解斜視図、第８図は第
２実施例の加熱体の斜視図、第９図はアルミナヒータの
昇温テスト結果図、第１０図はグロープラグの温度特性
図、第１１図は従来のグロープラグの縦断面図、第１２
図は第１１図のＸ［Ｉ−ＸＩ断面図、第１３図は従来の
グロープラグの安定加熱時の計算結果による温度分布図
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　セラミック焼結体中に複数本の発熱抵抗体を埋
   設し、これら発熱抵抗体からの供給熱量がセラミック焼
   結体表面に均一に配分するようにしたことを特徴とする
   セラミックヒータ
2. （２）　発熱抵抗体がＷ、ＷＳｉ、Ｍｏ、ＭｏＳｉから
   選ばれる１種以上である特許請求の範囲第１項記載のセ
   ラミックヒータ