JPS63297923A - ディ−ゼルエンジン用グロ−プラグ - 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副燃焼室または燃焼室内
の予熱に使用するグロープラグに関し。

特に速熱型の機能を有し、かつ長時間のアフターグロー
化を達成し得る自己飽和性を有するセラミックヒータを
備えたディーゼルエンジン用グロープラグの改良に関す
るものである。

〔従来の技術〕

−ＩＩ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１
通電発熱により、吸気温度の上昇または着火源用として
、エンジンの始動性を向上させる方法を採用している。

この種のグロープラグとしては、従来金属製シース内に
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た。いわゆるシース型と称する
ものが一般的である。またそれ以外にも特開昭５７−４
１５２３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等のセラミッ
ク材中に埋設した棒状ヒータを使用したセラミックヒー
タ型も知られている。このようなセラミックヒータ型は
、耐熱絶縁粉末およびシースを介して間接加熱するシー
ス型に比べ、熱伝達効率を向上させ得ると共に１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ち上
り特性を大幅に向上させ、速熱型の性能を有するため。

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、上記セラミックヒータ型のグロープラグ
は１例えば窒化ケイ素のような絶縁製セラミック材の内
部に、タングステン等の金属性発熱線を埋設した構造で
あり、しかもこれら両部材間の熱膨張率が異なるため、
特に発熱時における急激な温度上昇とその繰り返し使用
とが、セラミックヒータの耐久性を減するおそれがある
。従って耐熱強度等の信幀性の面で問題があり、さらに
コスＩ・高を招くという欠点があった。

上記問題点を解消するものとして１発熱線を絶縁性セラ
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
ク材で形成したセラミックヒータ構造が２例えば特開昭
６０−９０８５号公報や、同６０−１４７８４号公報等
により提案されている。しかしいずれもグロープラグと
して使用するには、構造上および機能面からも未だ問題
があり、実用化するには至っていない。

すなわち速熱型としての機能が不充分、成形加工が煩雑
、電極の取出し構造が複雑、アフターグロ一時間の長時
間化が困難等の問題点がある。

上記の問題点を解決するために１本出馴人はＵ字状に形
成した導電性セラミック材からなるセラミックヒータを
中空状ホルダ内に接合保持したディーゼルエンジン用グ
ロープラグについての発明をすでに出願している（特願
昭６０−２９９３３８号、同６０−２９９３３９号、同
６１−２５６３５４号、同６１−２５６３５５号。

同６２−３２６４３号等）。これらの発明により上記従
来技術に存在する問題点を解決することができたが、セ
ラミックヒータを構成するリード部およびこのリード部
間に介装すべき絶縁シートと接合材との濡れ性不充分に
起因する接合不良等があり。

未だ若干の改良を要する問題点がある。

本発明は上記の問題点を解決し、上記発明の完全化を図
り、信鎖性の高いディーゼルエンジン用グロープラグを
提案することを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点解決のために１本発明においては。

Ａ、一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの先端
部にセラミックヒータを保持する。

Ｂ、このセラミックヒータをＵ字状発熱部とこのＵ字状
発熱部の両端部から後方に延設した一対のリード部とを
導電性セラミック材によって一体に構成する。

Ｃ１少なくとも前記一方のリード部外周面に絶縁層を設
けて前記ホルダ内に接合保持する。

Ｄ、前記セラミックヒータの少な（ともホルダ先端部に
対応する部分の一対のリード部間に、燃焼圧をシールす
るためのムライト焼結体からなる絶縁シートを一体的に
介装させる。

Ｅ、少なくとも前記一方のリード部後端部を金属導線を
介して前記ホルダ後端部に絶縁状態で保持した外部接続
端子と接続する。

という技術的手段を採用したのである。

本発明において絶縁シートを構成するムライト焼結体は
、化学組成がＡ１）ｘ　０３７１．８０９Ａ。

Ｓｉ０□２８．２０％であるが、物理的、化学的生成条
件によって、２Ａｊ！□０３　・Ｓｉｎ、がら略Ａ　ｌ
　ｚ　Ｏｓ　　・３１０．の間に変化する。また上記Ａ
　１　ｚ　Ｏｚ　　’　Ｓ　Ｉ　Ｏｘの他にＴｉ０ｇ　
＊　　Ｆｅｗ　Ｏｓその他の成分を若干含有することが
できる。なお上記のムライト焼結体は、他の酸化物セラ
ミックと同様の製造工程によって生成することができる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図である。同
図において全体を符号ＩＯで示すグロープラグの概略構
成を説明する。グロープラグ１０は、先端側が発熱体と
して機能する棒状のセラミックヒータ１）と５　このセ
ラミックヒータ１）を先端において保持する略管状を呈
する例えばステンレス鋼等の金属製のホルダ１２を有す
る。ホルダ１２の外周にはねじ部１２ａを形成し、エン
ジンのシリンダヘッド側のねし穴（図示せず）と螺合し
、セラミックヒータ１’　１の先端を燃焼室若しくは副
燃焼室内に突出させた状態で保持する。ホルダ１２の後
端部には第１および第２の外部接続端子１３．１４を２
合成樹脂その他の絶縁材料内に貫通埋設してなる端子組
立体１５を嵌込み支持すると共に、各端子１３．１４と
前記セラミックヒータ１）を構成するリード部２１．２
２とは。

例えばフレキシブルワイヤ等の金属導線１６゜１７＃よ
びターミナルキャンプ て接続する。

次に前記端子組立体１５は．その軸線上に配設し前記金
属導線１６と接続すべきロンド部１３ａをその内方端側
に有する第１の外部接続端子１３と，その周囲に所定間
隔を置いて配設しかつその内方端側の一部に延設したリ
ード片１４ａを前記金属導線１７と接続する筒状の第２
の外部接続端子１４と，上記両端子１３．１４問および
外周部を絶縁するように一体化する樹脂モールドによる
組立体本体１５ａを有すると共に，組立体本体１５ａの
外周には連結補強用の金属管１５ｂを嵌装する．そして
この金属管１５ｂをホルダ１２の後端部開口周縁部分に
おいて高加圧力を介してかしめ付け，軸線方向に沿って
座屈変形させることにより，その内側が樹脂製の組立体
本体１５ａ側に，外側がホルダ１２の内壁に強固に圧接
された状態となり，外力若しくは熱収縮による問題を解
消し得るように構成する。

更に１８ａ，１８ｂは各々絶縁リングおよびワッシャで
あり，ホルダ１２の後方に突出する第２の外部接続端子
１４に嵌装する＊　　１８ｃは絶縁部材であり．前記ワ
ッシャ１８ｂの外方端側において前記第１の外部接続端
子１３側に嵌装する．また１８ｄ．１８ｅは各々スプリ
ングワッシャおよび締付用ナツトであり，前記第１の外
部接続端子１３の外方端側に形成したねじ部に嵌装およ
び螺合する。そして前記ワッシャ１８ｂと絶縁部材１８
ｃとの間．および絶縁部材１８Ｃとスプリングワッシャ
１８ｄとの間に各々バッテリからのリード線（図示せず
）を介装挟持することにより。

前記各外部接続端子１３．１４をバッテリと電気的に接
続する．１６ａ，１７ａは各々前記金属導線１６．１７
に被覆したチューブ等の絶縁部材である。

セラミックヒータ１）は．例えば導電性サイアロン粉末
を熱可塑性樹脂等と混練し，所定のキャビティを有する
金型中に射出成形し，この成形体を焼成して形成するか
．若しくは予め棒状に成形した素材を放電加工や切削加
工によって所定の形状に成形することができる．そして
発熱部２０はリード部２１．２２よりも肉厚が薄くなる
よう小径に形成すると共に，セラミックヒータ１）の中
央部には．発熱部２０からリード部２１．２２間にかけ
て長手方向にスリット２５を形成する．なおリード部２
１．２２の外周面には絶縁層２３。

２４を設ける。

なお３０は密閉用シートであり，ゴム、アスベスト等か
らなり．ホルダ１２の後端部開口部分で第１および第２
の外部接続端子１３．１４を有する端子組立体１５の外
方端側に介装させて，この部分を機械的にシールする構
成とする。

第２図は第１図比おけるホルダ１２の先端部の横断面拡
大図であり．同一部分は第１図と同一の参照符号で示す
．第２図において２７は絶縁シートであり，ムライト焼
結体により，略板状に形成して．少なくともホルダ１２
の先端部に対応する部分において５例えばガラスペース
トのような接合材２６を介して一体に接合させる。なお
絶縁シート２７を固着した後に、リード部２１．２２お
よび絶縁シート２７の外周面に絶縁１）ｉ２３．２４（
第１図参照）を設けてホルダ１２内に固着することは前
記の通りであるが、この場合絶縁層２３゜２４を構成す
る材料を、前記絶縁シート２７をリード部２１．２２に
接合固着するガラスペーストとしてもよい、上記のよう
に構成することにより。

第１図に示すスリット２５をホルダ１２の先端部で閉塞
密閉し、エンジンの燃焼圧の外部漏洩を防止できるので
ある。また上記の構成により、セラミックヒータ１）の
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。

以上のようにしてセラミックヒータ１）全体を５ｍｍφ
Ｘ　５　Ｑ　ｍｍ、発熱部２０を３ｍｍφ×１０ｍｍに
形成してグロープラグ１０として組立てて実験したとこ
ろ、８００℃到達時間３．５秒、飽和温度をその許容範
囲１２００℃以下とした上で約１）００℃とし得る性能
を確認した。

本実施例においては、セラミックヒータ１）をホルダ１
２の先端部に保持させた状態で接合固定するために、リ
ード部２１．２２の外周面に各々絶縁層２３．２４を形
成する例を示したが、一方のリード部例えば２１にメタ
ライズ層のような導電層を設けてホルダ１２と電気的に
接続し、金属導線を他方のリード部例えば２２にのみ接
続する構成としてもよい、また本発明は前記実施例の構
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り１例えばセラミックヒータ１
）は横断面円形以外に、矩形、正方形、多角形、楕円等
の形状としても作用は同一である。

〔発明の効果〕

本発明のディーゼルエンジン用グロープラグは。

以上記述のような構成であるから、下記の効果を奏する
ことができる。

ｆｉｌ　　ＩＩ車な構造であるにも拘らず５発熱部がヒ
ータ外周面に露出しているから、従来型に比べて迅速か
つ確実な先端赤熱化を達成し、速熱型としての機能を発
揮できる。

（２）発熱部およびリード部を形成する導電性セラミッ
クスを同一材料で形成するため、ヒータ発熱時における
急激な温度上昇によってもワレ等の事故を発生せず、耐
熱強度等の信頼性を確保し得る。

（３）先端発熱部の熱容量が小さいため自己温度飽和性
を有し、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容易となる。

（４）全体の構造が簡単であるため、成形加工９組立が
容易であり、生産性が極めて高い。

（５）　　リード部間に介装接合する絶縁シートを構成
するムライト焼結体は、接合材との濡れ性が極めて良好
であるため５接合により完全な気密性を保持することが
できる。

（６）　　ムライト焼結体は他のセラミック材料より加
工が容易であるため、リード部およびホルダの形状に適
合した形状に形成でき、上記気密性の保持に寄与し得る
と共に、加工に要する時間および工数を大幅に低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図。 第２図は第１図におけるホルダの先端部の横断面拡大図
である。 １）：セラミックヒータ、１２：ホルダ。 ２０：発熱部、２１，２２：リード部、２３゜２４：絶
縁層、２７：絶縁シート。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの
   先端部にセラミックヒータを保持し、このセラミックヒ
   ータをＵ字状発熱部とこのＵ字状発熱部の両端部から後
   方に延設した一対のリード部とを導電性セラミック材に
   よって一体に構成し、少なくとも前記一方のリード部外
   周面に絶縁層を設けて前記ホルダ内に接合保持すると共
   に、前記セラミックヒータの少なくともホルダ先端部に
   対応する部分の一対のリード部間に、燃焼圧をシールす
   るためのムライト焼結体からなる絶縁シートを一体的に
   介装させ、少なくとも前記一方のリード部後端部を金属
   導線を介して前記ホルダ後端部に絶縁状態で保持した外
   部接続端子と接続した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. （２）　セラミックヒータを構成するＵ字状発熱部の肉
   厚寸法をリード部の肉厚寸法より小さく形成した特許請
   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. （３）　一方のリード部を導電層を介してホルダと電気
   的に接続すると共に、他方のリード部とホルダ後端部に
   保持した外部接続端子とを金属導線を介して接続した特
   許請求の範囲第１項若しくは第２項記載のディーゼルエ
   ンジン用グロープラグ。