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JPS62252829A - デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ - Google Patents

デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ

Info

Publication number
JPS62252829A
JPS62252829A JP62011523A JP1152387A JPS62252829A JP S62252829 A JPS62252829 A JP S62252829A JP 62011523 A JP62011523 A JP 62011523A JP 1152387 A JP1152387 A JP 1152387A JP S62252829 A JPS62252829 A JP S62252829A
Authority
JP
Japan
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glow plug
holder
lead
ceramic heater
diesel engine
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.)
Granted
Application number
JP62011523A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06103098B2 (ja
Inventor
Hiroji Hatanaka
広二 畑中
Takashi Aota
隆 青田
Kenji Maruta
丸田 賢二
Hirohisa Suwabe
博久 諏訪部
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.)
Jidosha Kiki Co Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Jidosha Kiki Co Ltd
Hitachi Metals 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 Jidosha Kiki Co Ltd, Hitachi Metals Ltd filed Critical Jidosha Kiki Co Ltd
Publication of JPS62252829A publication Critical patent/JPS62252829A/ja
Priority to DE3802233A priority Critical patent/DE3802233A1/de
Priority to US07/382,087 priority patent/US4914274A/en
Publication of JPH06103098B2 publication Critical patent/JPH06103098B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

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
速熱型としての機能を発揮させるとともに発熱特性°を
改善し長時間のアフターグロー化を達成し得る自己温度
飽和性を有するセラミックヒータを備えてなるディーゼ
ルエンジン用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置し、
これに電流を流して発熱させることで、吸気温度を上昇
させあるいは着火源とじて用い、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
ロープラグとして従来は、金属製シース内に耐熱絶縁粉
末を充填し鉄クロム、ニッケル等からなるコイル状発熱
線を埋設してなるシース型のものが一般的であるが、そ
れ以外にも特開昭57−41523号公報等に示される
ように、タングステン等による発熱線を、絶縁性を有す
る窒化ケイ素などといったセラミック材中に埋設した棒
状ヒータを用いてなるセラミックヒータ型も知られてい
る。そして、後者のセラミックヒータ型のものは、耐熱
絶縁粉末およびシースを介しての間接加熱であるシース
型に比べ、熱伝達効率を向上させ得るとともに発熱特性
の面でも優れ、加熱時に短時間で赤熱して温度立上り特
性を大幅に向上させ、速熱型としての性能を発揮させ得
るもので、近年盛んに採用されるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述した従来のセラミックヒータ型グロ
ープラグは、たとえば窒化ケイ素などのような絶縁性セ
ラミック材の内部に金属製(タングステン)の発熱線を
埋設してなる構造であり、しかもこれら両部材間での熱
膨張率が異なることから、特に発熱時における急激な温
度上昇とその繰返し使用とで割れ等といった問題を招く
虞れがあり、セラミックヒータの耐久性に欠け、耐熱強
度等の信頼性の面で問題となり、さらにコスト高を招く
等といった欠点があった。
このような問題を解消し得るものとして、発熱線を絶縁
性を有するセラミック材と略々間等の熱膨張率を有する
導電性セラミック材で形成するようにしたセラミックヒ
ータ構造が、たとえば特開昭80−’1085号公報や
特開昭60−14784号公報等により従来既に提案さ
れているが、いずれもグロープラグとして使用するには
、構造上からも、機能面からもまだまだ問題をもつもの
であり、実用化するには至らないものであった。
たとえば前者の場合には、発熱体となる導電性セラミッ
ク材を絶縁性セラミック材中に埋設してなる構造である
ため、熱伝導率の面ではシース型に比べて優れているも
のの、間接的な加熱であることから、速熱型としての機
能を発揮させるうえで問題で、さらにその成形加工が面
倒かつ煩雑である等といった問題をもつものであった。
また、後者の場合には、発熱体がヒータ表面側に露呈し
、速熱型として機能し得るも、その発熱体が単にU字状
を呈するように部材のH1Fa構造によって形成されか
つその両端部がヒータ後端部に導かれているだけである
ため、電極の取出しにあたって構造が複雑化し、コスト
高を招くもので、実用面で問題の大きいものであった。
さらに、これら従来のセラミックヒータ型のものでは、
その発熱部が導電性セラミック材と絶縁性セラミック材
との接合構造で形成されているために、その熱膨張率は
略々等しいものの、発熱温度が最大1100℃以1にも
なるグロープラグにおけるセラミックヒータとしては接
合部強度等の信頼性が低いものであった。
また、この種のグロープラグにあっては、近年ディーゼ
ルエンジンの始動性の向上やそのターボ化の普及に伴な
う使用条件の高温化に対する耐久性、さらにエンジン始
動後において一定時間の間グロープラグに対し通電状態
を維持することによりエンジン内部での燃焼を円滑かつ
適切に行なえるようにして、排気、騒音対策を図るとい
う、いわゆるアフターグロ一方式を採用することに対し
ての市場要求が大きく、しかもこのアフターグロ一時間
を可能な限り長時間化(たとえば10分程度)すること
が必要とされている。そして、このようなアフターグロ
ーの長時間化を図るためには、発熱体への通電電力を自
己制御して発熱特性を大幅に改善しヒータ部分での過加
熱を防止するとともに飽和温度を適切な温度状態以下に
維持し得る自己温度飽和機能を有すること等も必要とさ
れるもので、これらの点をも考慮し速熱性および自己温
度飽和性等の機能を発揮させ得るとともに耐熱強度等の
信頼性の面でも優れてなる安価なセラミックヒータを有
するグロープラグの出現が要望されている。
〔問題点を解決するための手段〕
上述した要請に応えるために、本発明に係るディーゼル
エンジン用グロープラグは、ホルダ先端部に保持される
棒状セラミックヒータを、U字状発熱部およびその両端
から後方に平行して延設される一対のリード部を導電性
セラミック材で一体に形成することで構成し、かつ一方
のリード部外側面を導電層を介して、他方を絶縁層を介
してホルダ側に接合して保持させるようにしたものであ
る。
〔作用〕
本発明によれば、発熱部が異物を含まない導電性セラミ
ック材のみで形成されるため、使用時において繰返し加
わる熱応力にもかかわらず、耐熱強度等の信頼性が高く
、耐久性さらには発熱特性の面でも優れ、またその成形
加工性等の面からも有利で、製造コストの低減化を達成
でき、しかもヒータ表面に露呈する導電性セラミック材
による発熱部によって、ヒータ先端での迅速な赤熱化が
図れ、速熱型としての性能を発揮させ得るとともに、こ
の導電性セラミック材による発熱部のもつ自己温度飽和
性により飽和温度を適切かつ確実に制御し得るものであ
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図ないし第6図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あり、まず、第
1図において全体を符号10で示すグロープラグの概略
構成を簡単に説明すると、このグロープラグlOは、先
端側が発熱部として機能する棒状セラミックヒータ11
と、このセラミックヒータ11を先端部において保持す
る略管状を呈する金属製ホルダ12とを備え、このホル
ダ12後端部には合成樹脂材などからなる絶縁ブツシュ
13を介して外部接続端子14が同心状に嵌合保持され
、またこの外部接続端子14は、前記セラミックヒータ
11を構成する導電性セラミック材によるリード部CS
aする)側にフレキシブルワイヤ等の金属導線15を介
して接続されている。なお、図中13aは前記絶縁ブッ
シュ13外周部に一体的に嵌装されてなる金属製パイプ
で、組付時においてかしめられるホルダ12後端部によ
る高加圧力でその軸線方向に座屈変形することにより絶
縁ブツシュ13をホルダ12偏に所要の機械的強度で一
体化し温度影響を受けにくい構造とするためのものであ
る。また、16a。
16b、18cは前記外部接続端子14vk端側のねじ
部に螺合された絶縁リング、固定用ナツト、外部リード
締付は用ナツトで、図示せぬバッテリからのリード線な
どをナラ)16b、16a間で挟持することにより外部
接続端子14をバッテリ端子に電気的に接続する。一方
、前記ホルダ12はその外周ねじ部12aが図示しない
エンジンのシリンダヘッド側のねじ孔に螺合されること
で電気的にアース接続されると同時に、ヒータ11の先
端を副燃焼室または燃焼室内に突出して配置させるもの
である。
ここで、本実施例において、セラミックヒータ11に対
し外部接続端子14を金属導線15にて接続したのは、
外部接続端子14に加わる種々の振動や締付はトルク等
の機械的外力からヒータ11を強度的に保護するためで
、この導線15の材料としてはフレキシブルワイヤ等、
ある程度の柔軟性をもつものを用いるとよい。
さて、本発明によれば、上述した構成によるグロープラ
グlOにおいて、ホルダ12先端に保持される棒状セラ
ミックヒータ11を、第2図および第3図からも明らか
なように、U字状発熱部20およびその両端から後方に
平行して延設される一対のリード部21.22を導電性
セラミック材で一体に形成することにより全体が略々U
字状を呈するように構成し、かつ一方のリード部21外
周面に導電層として金属メタライズN23を、他方に絶
縁層として絶縁コーティング層24を形成した状態で、
この部分をホルダ12に接合して保持させるようにした
ところに特徴を有している。
これを詳述すると、本実施例では、セラミックヒータt
iは、リード部21.22よりも肉厚が薄くなるように
小径に形成された発熱部20を有し、かつその中央部に
は発熱部20からリード部21.22間にかけてヒータ
11の長手方向に沿うスリット25が形成されている。
また、発熱部20と共に導電性セラミック材により一体
に形成されるリード部21.22のうち、一方のリード
部21の外周面には金属メタライズ層23にニッケルメ
ッキ層がその表面に積層して形成される)が形成される
とともに、他方のリード部22には絶縁コーティング層
24にニッケルメッキ層がその表面に積層して形成され
る)が形成され、これら両層23,24およびその表面
に形成されたニッケルメッキ層により、このセラミック
ヒータ11をホルダ12の先端部に銀ろう付は等で接合
固定して保持させるような構成とされている。この場合
、ホルダ12の接合面側にも、必要に応じてニッケルメ
ッキ層を形成しておくとよいものであるが、これに限定
されないことは勿論である。
そして、上述した一方のリード部21は、その外周面の
金属メタライズ層23を介してホルダ12側に電気的に
7−ス接続されるとともに、他方のリード部22の後端
部から後方に延設された電極取出し端26に対し前記外
部接続端子14から引出されている金属導線15の先端
がターミナルキャップ15aを介して電気的に陽極接続
され、これにより第2図中矢印で示すようにセラミック
ヒータ11内を電流が流れるものである。
ここで、上述したようなセラミックヒータ11は、導電
性セラミック材を熱可塑性掛脂等と混練し、これを金型
内に射出し、さらにこれを焼成することで成形したり、
予め棒状に形成してなるセラミックヒータを放電加工で
所要の形状に成形することで簡単かつ適切に成形し得る
もので、この成形後において金属メタライズ層23およ
び絶縁コーティング層24(アルミナ等を溶射するとよ
い)等をそれぞれ対応するリード部21.22の外周面
に形成し、さらにその表面に金属製ホルダ12との接続
補助材としてのニッケルメッキ層を後加工として形成す
ればよいものである。なお。
図中27は前記電極取出し端26部分に形成された金属
メタライズ層で、勿論その表面には上述したと同様にニ
ッケルメッキ層が形成されており、これに前記ターミナ
ルキャップ15aを介して導線15が接続されることで
、ヒータアッセンブリが形成されるものである。
そして、上述したようにして成形されるセラミックヒー
タ11は、周知のように、ホルダ12内に嵌込まれてリ
ード部21.22外周面がそれぞれ導電層(23)およ
び絶縁層(24)を介してろう付は等で固着されるとと
もに、導線15の後端部がホルダ12の後端部に保持さ
れる外部接続端子14側に接続されることで、グロープ
ラグ10が組立てられるものである。
ここで、上述したように全体がU字状を呈するセラミッ
クヒータ11を形成する導電性セラミック材としては、
たとえばβサイアロンまたはαどβとの混相しているサ
イアロン(Si3 N 4 a m40%、 A120
1・・30%、Y2O1・・30%)に窒化チタン(T
ie)の添加量を調整することで絶縁性、導電性を選択
し得るサイアロン(SiAION)等を用いるとよいも
のである。すなわち、上述したすイアロンに対しTiN
を約30%以上(実用、ヒでは40%以上が望ましい)
添加すると、正の抵抗温度特性による導電性を有するこ
と(いわゆる導電性サイアロン)が碑認されており、ま
たそれ以上加えることで固有抵抗値が連続的に変化する
ことも知られており、−ト述したTiNの含有率を選択
したものを適宜利用すればよいことは明らかであろう。
しかしながら、上述したセラミックヒータ11において
抵抗体となる導電性セラミック材としては、上述したサ
イアロンに限定されないもので。
要は高温状態(たとえば1200℃程度まで)でも性能
的に安定し、しかも耐熱衝撃性等に優れてなるセラミッ
ク材であればよく、たとえばSiCおよび周期律表の4
a族、5a族または6a族元素の炭化物、ホウ化物、窄
化物または炭窒化物等の非酸化物導電材の群から選ばれ
た一種以上と焼結結合材であるAIまたはA1化合物等
を含有するサイアロン焼結体が考えられる。
そして、上述した本発明による構成によれば、従来のグ
ロープラグでは金属製の発熱値をシースや絶縁性セラミ
ック材内に埋設してなる内部発熱型であることがら速熱
型としての機能に欠けるといった問題を、導電性セラミ
ック材による発熱部20をヒータ11外表面に露呈させ
ることで解決し、その発熱特性を改善することができる
ものである。特に1本発明によれば、発熱部20部分が
異物を含まない導電性セラミック材のみで形成されるた
め、使用時において繰返し加わる熱応力にもかかわらず
、耐熱強度等の信頼性が高く、耐久性の面でも優れてお
り、またその成形加工性等の面からも有利で、量産化が
可能でコスト低減化を達成し得る等の利点を奏するもの
である。
さらに、本発明によるセラミックヒータ11によれば、
発熱部20や一対のリード部21゜22を形成する導電
性サイアロンの固有抵抗を窒化チタンの添加量で調整で
きることから各部の厚み等を自由に設定できるもので、
特に発熱部20部分での幅寸法(断面積)を小さくし、
迅速な発熱特性を得ることが可能となる。また、この種
のヒータllには、上述した急速発熱とともに飽和温度
を適切に制御して長時間にわたるアフターグローをも可
能としなければならないが、これは次のような関係を満
足するようにして発熱部20とリード部21.22を形
成することで達成し得るものである。すなわち、このよ
うな自己温度飽和性は、発熱f1%20部分の容積(断
面積S H)と。
リード部21.22での容積(断面積S L)との断面
積比e  (=S H/S L)を、セラミックヒータ
強度、エンジン始動性および昇温特性等といったヒータ
11として必要とされる条件を満足し得る範囲内で決定
するとよいものである。ここで、上述した発熱部20の
熱容量を小さくすると昇温特性(第5図(a)参照)は
よくなるが、このように熱容量が小さすぎるとエンジン
内で始動時に噴霧される燃料やスワール等により冷却さ
れて温度低下が著しくなり始動性が悪化し、また強度に
も悪影響が生じるもので、また熱容量を大きくすると同
図(a)に示されるように800℃到達時間が10秒以
上となり、昇温特性が悪くなる。さらに、同図(b)に
おいて飽和温度が1100℃以上となると、強度上で問
題となるもので、これらの条件を考慮すると、上述した
断面積比qは、0.15≦ε (=S H/S L)≦
0.8の関係を満足するとよいこととなる。そして、こ
の範囲内において、上述した各種条件を考慮すると、 
 e  =0.3  (第5図中Pで示す)が理想値と
なる。
また、このような本発明におけるセラミックヒータ11
では、その抵抗体が導電性セラミック材で一体に形成さ
れていることから、従来のような金属製発熱線に比べ成
形加工性や耐久性等の面で優れており、さらに上述した
導電性サイアロンは正の抵抗温度係数が大きく、自己温
度飽和性の面で有利である等の利点もある。
なお、上述したヒータ11を構成する発熱部20やリー
ド部21.22等といった各部の厚み等は、その成形時
において自由に調整し得るもので、これにより抵抗値を
自由に選択し得るものである。たとえば本実施例では、
ヒータ11全体が5φで、発熱部20部分が3φである
円形断面を有しくスリット25は1■■)かつ長さを5
0麿膳(電極取出し端26の長さ5+uiは除く)とし
て形成した場合に、発熱部20の長さをlOl躊とし、
また先端から25mmおいた位置から長さ20■履にわ
たって前記金属メタライズ層23および絶縁コーティン
グ層24を形成するようにしており、これにより発熱部
20の熱容量をリード部21.22に比べて小さくし、
所要の抵抗値を得て必要とされる自己温度飽和性を発揮
し得ることができることが実験等で確認されている。こ
の場合、上述した断面積比εは0.27となり、前述し
た理想値0.3に近い値となっている。
さらに、上述した実施例では説明を省略したが、使用条
件が厳しい環境において使用される場合には、ヒータ1
1外表面に、特に発熱部20部分の耐酸化性を有する保
護膜を蒸着等でコーティングして形成すれば、より大き
な耐久性等を期待し得るものである。
そして、上述したように導電性セラミック材により全体
が略々U字状を呈するように一体成形されてなるセラミ
ックヒータ11を用いると、第6図に示すようなグロー
プラグlOとして優れた特性を発揮し得るものである。
すなわち、本発明によるグロープラグlOによれば、同
図中aで示すように、 800℃到達時間を3.5秒、
飽和温度をその許容範囲を1200℃以下としたうえで
約1100℃程度とし得ることが実験により確認されて
いる。
ところで、上述した構成によるグロープラグ10にあっ
ては、第1図ないし第3図から明らかなように、セラミ
ックヒータ11の長手方向に沿って形成されたスリット
25により、ホルダ12内部空間がヒータ11が臨むエ
ンジン燃焼室等と連通された状態となるものであり、こ
れにより燃焼室内での爆発時における燃焼圧のエンジン
外部への洩れ防止を図ることが必要とされる。このため
、本実施例では、第1図に示すように、ホルダ12後端
部開口部分で外部接続端子14に一体的に設けられた絶
縁ブツシュ13の外方端側に、たとえばアスベスト、ゴ
ム等による密閉用シート28を介在させてこの部分を機
械的にシールするような構成を採用している。しかし、
このようなシール部の配設位置およびシール方法として
は、種々考えられるもので、たとえば絶縁ブツシュ13
の内方端側でホルダ12との間をシールする0リング等
を介在させてもよいものである。
また、上述したシール手段として、第7図および第8図
に示すような構成を採用することも自由である。すなわ
ち、セラミックヒータ11において、その後端側のリー
ド部21.22間で少なくともホルダ12先端部に対応
する部分に、たとえば絶縁性セラミック材による絶縁シ
ート3oを介在させて導電性セラミック材によるリード
部21.22と一体的に接合させ、これによりスリット
25をホルダ12部分で塞いで燃焼圧をシールしてその
洩れ防止を図るような構成としてもよいものである。そ
して、このような構成では、セラミックヒータ11にお
いてホルダ12に保持される後端部分の機械的強度を向
上させ得るとともに、前述した実施例のような密封用の
シート28を省略することもでき、利点は大きい。
ここで、と述した絶縁性セラミック材としては、セラミ
ックヒータ11を形成する導電性セラミック材と同様に
、窒化チタン(Tie)の添加量(30%以下または以
上)を調整することで絶縁性、導電性を選択し得るサイ
アロン(SiAION)等を用いるとよいものである。
そして、このような材料を選択すれば、絶縁シート30
を抵抗体側と熱膨張率の略々等しい同一材質で形成する
ことができ、その接合強度を増大させて耐熱強度等の信
頼性をも確保し得るものである。なお、上述したサイア
ロンによる絶縁性および導電性セラミック材による部材
同士を接合させるには、Y2O3(イツトリア)などの
酸化物焼結助剤を介在させて焼結することで、その接合
部分に拡散層を形成した状態で強固に接合されるもので
あるが、勿論一般的なセラミックの接合方法であるハロ
ゲン化合物法、ろう接法、固相接合法を用いてもよいも
のである。さらに、絶縁シー)30を形成する絶縁性セ
ラミック材としては、耐熱強度等に優れしかも導電性セ
ラミック材との接合強度面で優れた、たとえばSiC,
Si3 N外、AIMまたはA1z03を主成分とする
ものも考えられ、さらにガラス等の絶縁材料であっても
よいものである。
特に、上述した絶縁シート30介装部分は、ヒータ11
の発熱部20から離れた後端側であるため、多少接合部
の信頼性が劣るとしても、実用上何ら支障ないものであ
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
る。たとえばセラミックヒータ11の形状としては、上
述した実施例における丸棒形状に限定されず、第9図に
示した断面矩形状を呈する角棒体であっても、また第1
0図(a)。
(b)に示すような楕円形状を呈する場合であってもよ
いことは明らかであろう、勿論、これら各種形状を有す
るヒータ11にあっても、その発熱性や自己温度飽和性
を発揮させ得るように1発熱部20を、リード部21.
22側との断面積比が前述した条件を満足し得る程度の
寸法をもって小径に形成するとよいことは明らかであろ
う。
さらに、上述した実施例では、セラミックヒータ11を
ホルダ12先端部に保持させた状態で接合固定するため
に、一方のリード部21に金属メタライズ層23を、他
方に絶縁コーティング層24を、それぞれ導電層および
絶縁層として形成してろう付は接合させる場合を示した
が、本発明はこれに限定されず、たとえばセラミックヒ
ータ11のリード部21.22外周面に、それぞれガラ
ス層を形成することで、ホルダ12側にろう付は接合す
るようにしてもよいものであり、種々の接合方法が考え
られるものである。ここで、上述したガラス層およびろ
う材による接合方法を採用する場合には、ホルダ12側
と電気的に接続する側のリード部側では、その一部を露
呈させるようにガラス層の一部を除去して形成し、ろう
材層を介して導通状態を確保するようにすればよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、棒状セラミック
ヒータを、U字状発熱部およびその両端から後方に平行
して延設される一対のリード部を導電性セラミック材で
一体に形成することで構成し、かつ一方のリード部外側
面を導電層を介して、他方を絶縁層を介してそれぞれホ
ルダ先端部に接合保持させるようにしたので、簡単かつ
安価な構成にもかかわらず1発熱時において従来われ等
が問題とされている発熱部部分を異物を含まない導電性
セラミック材のみで形成しているため。
繰返し加わる熱応力にもかかわらず、耐熱強度等の信頼
性が高く、耐久性さらには発熱特性の面でも優れ、また
その成形加工性等の面からも有利で、製造コストの低減
化を達成でき、しかもヒータ表面に露呈する導電性セラ
ミック材による発熱部によって、ヒータ先端での迅速な
赤熱化が図れ、速熱型としての性能を発揮させ得るとと
もに、この導電性セラミック材による先端発熱部の熱容
量をヒータとしての必要条件を考慮しつつ小さく設定す
ることで自己温度飽和性を得て飽和温度を適切かつ確実
に制御し得るもので、その結果エンジンの排気、騒音対
策としての長時間のアフターグローが可能となり、グロ
ープラグとしての性能を発揮させ得る等の種々優れた効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図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縦側断面図、第2図はその要部拡大
断面図、第3図は要部とするセラミックヒータを示す概
略斜視図、第4図(a)、(b)は第2図におけるIV
a−IVa線、IVb−IVb線断面図、第5図(a)
、(b)はセラミックヒータにおける発熱部とリード部
との断面積比εを選択するための特性図、第6図はその
要部とするセラミックヒータの温度特性を示す特性図、
第7図ないし第1θ図(a)、(b)は本発明の別の実
施例を示す図である。 lO・・・・ディーゼルエンジン用グロープラグ、11
・・・・棒状セラミックヒータ、12・・・・中空状′
ホルダ、14・−・・外部接続端子、15・・・・金属
導線、20・・・・導電性セラミック材による発熱部、
21.22・・・・導電性セラミック材によるリード部
、23・・・・金属メタライズ層(導電層)、24・・
・・絶縁コーティング層(絶縁層)、25・・・・スリ
フト、26・・・・電極取出し端、28・・・・密封用
シート、3o・・◆・絶縁シート。 特許出願人 自動車機器株式会社 日立金属株式会社 代  理  人  山川政綱(ほか2名)ぐ==)  
   ぐ===づアフ7−7゛ロー吟 片=今−fす 第9図 第10図 (a)         (b) 手続補正書・(自発)6.補 1.用件の表示                  
  (昭和62年特 許願 第11523号    Y
2、発明の名称 ディーゼルエンジン用グロープラグ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称  自動車機器株式会社 (ほか1名) 4、代理人 〒100 居所 東京都千代田区永田町2丁目4′#2号秀和溜池
ビル8階 山川国際特許事務所内 正の内容 明細書14頁16〜17行「サイアロン5ilNキ・・
40%、A1201 ・・30%、201 ・・30%
)に」を、「サイアロンSi3 N 午  e ・ 8
8%、 Al2O3番 65%、201 ・参 7%)
に」と補正する。 以    上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの先
    端部に保持される棒状セラミックヒータを備え、このセ
    ラミックヒータは、U字状発熱部およびその両端から後
    方に平行して延設される一対のリード部を導電性セラミ
    ック材で一体に形成することで構成され、かつ一方のリ
    ード部外側面が導電層を介して、他方が絶縁層を介して
    前記ホルダに接合保持されていることを特徴とするディ
    ーゼルエンジン用グロープラグ。 (2)セラミックヒータを構成するU字状発熱部は、リ
    ード部よりも肉厚が薄くなるように形成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディーゼルエ
    ンジン用グロープラグ。(3)セラミックヒータを構成
    するU字状発熱部での断面積SHとリード部での断面積
    SLとの断面積比ε(=SH/SL)を、0.15≦ε
    ≦0.6が成立する範囲内に設定したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載のディーゼルエ
    ンジン用グロープラグ。 (4)セラミックを構成する一方のリード部外側面には
    導電層として金属メタライズ層が、他方にあは絶縁層と
    して絶縁コーティング層が形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のディーゼルエンジン用
    グロープラグ。 (5)セラミックヒータは、一対のリード部間で少なく
    ともホルダ先端部に対応する部分に一体的に介装される
    ことで燃焼圧をシールする絶縁シートを有していること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディーゼルエ
    ンジン用グロープラグ。(6)セラミックヒータは、一
    方のリード部が導電層を介してホルダに電気的に接続さ
    れるとともに、他方のリード部後端から引出された金属
    導線によりホルダ後端部に保持されている外部接続端子
    に電気的に接続されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のディーゼルエンジン用グロープラグ。 (7)セラミックヒータは、βサイアロンまたはαとβ
    との混相しているサイアロンに窒化チタンの添加量を調
    整することで絶縁性、導電性を選択し得るセラミック材
    によって一体的に形成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のディーゼルエンジン用グロープ
    ラグ。
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