JP2002195560A - グロープラグ - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
-
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
法が特に大きい場合であっても、高い耐振動性及び高い
耐衝撃性を備えるグロープラグを提供する。 【解決手段】 中軸1と、セラミックヒータ3と、これ
らを収納する外管2を備えるグロープラグにおいて、外
管内で中軸が固定される固定部を2ヶ所形成し、中軸の
固定部のうちの上側の固定部Aの下端から中軸の下端ま
での距離L2と、下側の固定部Cの下端から中軸の下端
までの距離L1とした場合にL2/L1>2にする。更
に、固定部Cの下端から中軸の下端とセラミックヒータ
の上端との中点までの距離L3、中点からセラミックヒ
ータを保護管21に固定している固定部Dの上端までの
距離L3とした場合にL3/L4<15にする。
Description
る。更に詳しくは、特に、長大なグロープラグにおいて
も高い耐振性及び耐衝撃性を備えるグロープラグに関す
る。本発明のグロープラグは直噴ディーゼルエンジン等
に好適に利用できる。
環境安全対策として、直噴ディーゼルエンジン等が提供
されるようになっており、このような内燃機関において
は長大なグロープラグを必要とする場合が生じている。
この長大な、特に縦寸法が大きいグロープラグでは、グ
ロープラグ本体に負荷される内燃機関等からの長期にわ
たる振動及び衝撃、並びにこの振動及び衝撃によるグロ
ープラグ自体の共振により、グロープラグを構成するセ
ラミック部材にクラックが入ったり、セラミックヒータ
と中軸を接続する導電体が断裂することがある。
解決するものであり、従来と同様な長さのプラグにおい
ては、更に長期にわたる優れた耐久性を有するグロープ
ラグを、また従来よりも縦寸法の大きいプラグにおいて
は長期にわたる振動及び衝撃に対して高い耐久性を有す
るグロープラグを提供することを目的とする。
グは、外管と、該外管内に直列して固定された中軸及び
セラミックヒータと、該中軸と該セラミックヒータとを
導通する導電材とを備えるグロープラグにおいて、該中
軸に対して該セラミックヒータが位置する側を下側と
し、該中軸を該外管内に固定している最も上側の固定部
の下端から該中軸の下端までの距離をL2とし、該中軸
を該外管内に固定している最も下側の固定部の下端から
該中軸の下端までの距離をL1とした場合に、L2/L
1>2であることを特徴とする(図1参照)。
ミックヒータを保護する筒体をいう。但し、この外管は
一体物であっても、複合体物であってもよい。即ち、例
えば、セラミックヒータを保護する部分と、中軸を保護
する部分とが別体となっている場合等である。
た電圧を導電体を介してセラミックヒータに伝達する作
用を有する。この中軸としては低炭素鋼等からなる棒体
を用いてもよく、また、この棒体の機械的強度を向上さ
せる目的や、外管との絶縁を確保しつつ組立を容易にす
るために、SUS304等からなる内管に嵌挿され、こ
の内管と棒体との間に絶縁性充填材が充填された組立棒
状体を用いてもよい。
に発熱抵抗体を備え、電圧が印加されて発熱する。これ
ら中軸とセラミックヒータとは、棒状及びコイル状等の
上記「導電体」を介して電気的に接続されている。これ
ら中軸とセラミックヒータは、外管内で互いに直列とな
る位置に固定されており、外管の長手方向におけるセラ
ミックヒータが固定されている側を、本明細書では下側
という。
びセラミックヒータの位置の移動を防止していることを
いう。この固定を行う方法は特に限定されないが、例え
ば、外管を加締めることにより中軸に直接接して固定す
る方法や、絶縁リング、ガラスシール材、耐熱樹脂及び
粉末充填剤等の固定用部材を圧入、焼き嵌め、スエージ
ング等の方法により外管と中軸との間に介すること等に
より中軸を外管に対して間接的に固定する方法等を用い
ることができる。このように上記の位置の移動を防止し
ている部位を上記「固定部」という。この固定部の数は
何カ所であってもよく、固定部の長さ等も特に限定され
ない。
ればよく、2.5以上であることが特に好ましい。この
L2/L1が、2未満であると振動及び衝撃に対する耐
久性が十分に得られなくなる傾向にあるため好ましくな
い。
管内に直列して固定された中軸及びセラミックヒータ
と、該中軸と該セラミックヒータとを導通する導電材と
を備えるグロープラグにおいて、該中軸に対して該セラ
ミックヒータが位置する側を下側とし、該中軸を該外管
内に固定している最も下側の固定部の下端から、該中軸
の下端と該セラミックヒータの上端との中点までの距離
をL3とし、該中点から該セラミックヒータを該外管内
に固定している最も上側の固定部の上端までの距離をL
4とした場合に、L3/L4<15であることを特徴と
する(図1参照)。
ミックヒータ」、上記「導電体」、上記「固定」及び上
記「固定部」については第1発明におけると同様であ
る。また、上記「L3/L4」は15未満であればよ
い。このL3/L4は10以下であることが好ましく、
4〜6であることがより好ましく、1〜4であることが
特に好ましい。L3/L4が、15を超えると振動及び
衝撃に対する耐久性が十分に得られなくなる傾向にあり
好ましくない。
固定している最も上側の固定部の下端から該中軸の下端
までの距離をL2とし、中軸を外管内に固定している最
も下側の固定部の下端から中軸の下端までの距離をL1
とした場合に、L2/L1>2である条件を同時に満た
すことが好ましい。このL2/L1は第1発明における
と同様である。
ることは、第4発明のように中軸上端からセラミックヒ
ータ下端までの長さが8cm以上、更には、10cm以
上、特に15cm以上(通常、20cm以下)であるグ
ロープラグにおいて、特に効果的に高い耐振性及び高い
耐衝撃性として発揮される。このうち耐振性は、外部か
ら与えられた振動により共振する場合の共振周波数(例
えば、中軸の下端における共振周波数等)をより高く
(2000Hz以上、より好ましくは2500Hz以
上、通常5000Hz以下)することで向上させること
ができる。共振周波数を高くすると内燃機関から多く発
せられる20〜1000Hzの周波数に共振し難くなる
ためである。
を実施例により更に詳しく説明する。 (1)グロープラグの作製 低炭素鋼からなる棒材11を、金属製の内管12に同軸
的に嵌挿して保持し、内管の一端をゴム栓で塞いだ。そ
の後、充填材粉末13としてマグネシア粉末を棒材と内
管との間に充填し、内管を外部から径方向に向かってス
エージングすることによりマグネシア粉末を圧粉した。
その後、先のゴム栓は取り去り、中軸1を得た。
21及び322を備えるセラミックヒータ3を、セラミ
ックヒータ保護管内に挿入し、これらを加熱しながらセ
ラミックヒータ3とセラミックヒータ保護管21との間
にロー材を流し込んだ後、冷却し、ロー付け及びセラミ
ックヒータ保護管の収縮を利用してセラミックヒータ保
護管の下端からセラミックヒータが9mm突出するよう
に固定した。
れるようにコイル状の導電材41をセラミックヒータに
嵌め込んでロー付けした。次いで、リード線322と電
気的に接続されるようにコイル状の導電材42をセラミ
ックヒータに嵌め込んでロー付けした。その後、導電材
42のセラミックヒータに接続されていない側に上記で
得られた中軸の一端を嵌め込んで溶接して組立物を得
た。
子部22、及び、螺設を行う際の工具を係合する工具係
合部23を備える外管2を用意した。この外管2に、先
に得られた中軸とセラミックヒータとが電気的に接続さ
れた組立物を挿入し、同軸的に保持し、セラミックヒー
タ保護管の上端部と外管の下端部とをロー付け(固定部
D形成)し、外管内にセラミックヒータ保護管が8mm
入り込むように固定した。
り加締めて固定部B及び固定部Cを形成して外管内に中
軸を固定した。その後、外管の上端からガラス粉末を充
填し、溶融・固化させてガラスシールして固定部A(ガ
ラスシール材5を形成)を形成した。その後、絶縁体6
を介して棒材11の上端からナット7を取り付けてグロ
ープラグGを得た。同様にして、L2/L1及びL3/
L4が表1に示す値となるように固定部A〜Dの各々を
形成して実験例1〜12のグロープラグを各5本づつ得
た。
03に示されるようにJIS D 1601の自動車部
品振動試験方法に従い、振動回数1.0×10 7回、周
波数20〜2000Hz及び加速度25Gの条件下で振
動試験に供した。振動試験にはグロープラグを各々5本
ずつ使用した。試験の結果、5本のグロープラグ共に最
後まで通電できたものには○、通電できなくなったグロ
ープラグが1本であったものには△、5本全てに通電で
きなくなったものには×と評価して表1に併記した。
なるがJIS B 8031に従い、試験時間10分、
衝程5mmの条件下で衝撃試験に供した。衝撃試験には
グロープラグを各々5本ずつ使用した。試験の結果は
(1)におけると同様な基準で評価し、表1に併記し
た。
場合(実験例3〜6)、特に2.5以上である実験例4
〜6では、高い耐振性及び高い耐衝撃性を有することが
分かる、一方、L3/L4が15未満である場合(実験
例7〜11)、特に10以下である実験例7〜10にお
いても高い耐振性及び高い耐衝撃性を有することが分か
る。L2/L1≧2.5且つL3/L4≦10である場
合にはとりわけ優れてた結果となっている。
たグロープラグ実験例13と、固定部CをL2/L1が
2.5であり、L3/L4が2である実験例4のグロー
プラグの各々の外管の中軸下端に対応する部位に直径3
mmの穴を形成し、中軸下端の共振周波数を測定できる
ようにした。このグロープラグをシリンダヘッド相当物
に螺設・固定して、打撃により衝撃を加えた時の中軸下
端の共振周波数を上記の穴より各々測定した。
共振周波数が1000Hzであったのに対し、実験例4
のグロープラグでは2500Hzであった。従って、通
常の内燃機関から多く発せられる20〜1000Hzを
大きく上回る共振周波数であり、固定点Cを有すること
で内燃機関から発せられる振動に対して共振し難いこと
が分かる。
及び耐衝撃性に優れるグロープラグを得ることができ
る。また、特に第3発明によると、第4発明のような長
大なグロープラグであっても高い耐振性及び高い耐衝撃
性を保持することができる。
る。
管、13;充填材粉末、2;外管、21;セラミックヒ
ータ保護管、22;螺子部、23;係合部、3セラミッ
クヒータ、31;発熱抵抗体、321、322;リード
線、41、42;導電材、5;ガラスシール材、6;絶
縁体、7;ナット、A、B、C、D;固定部。
Claims (4)
- 【請求項1】 外管と、該外管内に直列して固定された
中軸及びセラミックヒータと、該中軸と該セラミックヒ
ータとを導通する導電材とを備えるグロープラグにおい
て、該中軸に対して該セラミックヒータが位置する側を
下側とし、該中軸を該外管内に固定している最も上側の
固定部の下端から該中軸の下端までの距離をL2とし、
該中軸を該外管内に固定している最も下側の固定部の下
端から該中軸の下端までの距離をL1とした場合に、L
2/L1>2であることを特徴とするグロープラグ。 - 【請求項2】 外管と、該外管内に直列して固定された
中軸及びセラミックヒータと、該中軸と該セラミックヒ
ータとを導通する導電材とを備えるグロープラグにおい
て、該中軸に対して該セラミックヒータが位置する側を
下側とし、該中軸を該外管内に固定している最も下側の
固定部の下端から、該中軸の下端と該セラミックヒータ
の上端との中点までの距離をL3とし、該中点から該セ
ラミックヒータを該外管内に固定している最も上側の固
定部の上端までの距離をL4とした場合に、L3/L4
<15であることを特徴とするグロープラグ。 - 【請求項3】 上記中軸を上記外管内に固定している最
も上側の固定部の下端から該中軸の下端までの距離をL
2とし、該中軸を該外管内に固定している最も下側の固
定部の下端から該中軸の下端までの距離をL1とした場
合に、L2/L1>2である請求項2記載のグロープラ
グ。 - 【請求項4】 上記中軸の上端から上記セラミックヒー
タの下端までの寸法が8cm以上である請求項1乃至3
のうちのいずれか1項に記載のグロープラグ。
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