JP2006258417A - Ceramic heater and ceramic glow plug - Google Patents

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Kazuo Tatematsu
一穂 立松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater and a ceramic glow plug capable of quickly raising the temperature, and capable of exhibiting excellent conductive durability at a low cost. <P>SOLUTION: A length occupied in the axial direction of a ceramic heater main body 2 of a resistor heating body 6' located inside a metallic outer cylinder 4 sheathing the ceramic heater main body 2 is set to be a length or more occupied in the axial direction of the ceramic heater main body 2 located outside the metallic outer cylinder 4. Further, the length of a heating section 7 is set to be 30 to 100% of the length occupied in the axial direction of the ceramic heater main body 2 of a resistor heating body 6" located outside the metallic outer cylinder 4. According to this arrangement, the resistor heating body demonstrates its self-control function, realizes a quick temperature rise, and increases a heating value to a maximum limit of an area of the heating section of the resistor heating body, so that the starting performance of an engine is improved by the ceramic glow plug which uses the ceramic heater. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば、ディーゼルエンジンに装着されるセラミックグロープラグ等に使用されるセラミックヒータと該セラミックヒータを使用するセラミックグロープラグに関する。   The present invention relates to a ceramic heater used for, for example, a ceramic glow plug mounted on a diesel engine, and a ceramic glow plug using the ceramic heater.

従来、ディーゼルエンジンに装着されるセラミックグロープラグ等のセラミックヒータとしては、金属外筒を外装する棒状の絶縁性セラミックヒータ本体と、このセラミックヒータ本体中に埋設される金属又は非金属の抵抗発熱体及び電極取り出し用リードから構成されるものが知られている。その具体的な構造として、セラミックグロープラグの主体金具内にその一端を固持する中軸と、セラミックヒータの電極取り出し用リードに接続するリードコイルとの間に温度制御用抵抗体を介在するものと、上記中軸とリードコイルとを直接接続してなるものに大別することができる。   Conventionally, as a ceramic heater such as a ceramic glow plug to be mounted on a diesel engine, a rod-shaped insulating ceramic heater body that sheathes a metal outer cylinder, and a metal or non-metal resistance heating element embedded in the ceramic heater body And what is comprised from the lead for electrode extraction is known. As a specific structure thereof, a temperature control resistor is interposed between a central shaft that holds one end of the ceramic glow plug in the metal shell and a lead coil that is connected to an electrode lead of the ceramic heater, The main shaft and the lead coil can be broadly divided into those directly connected.

上記従来のセラミックヒータのうち、主体金具内にその一端を固持する中軸とリードコイルとの間に温度制御用抵抗体を介在させてなるものでは、介在する温度制御用抵抗体により、埋設される抵抗発熱体での急速な昇温が可能であり、エンジン始動性に十分な発熱が可能である。しかし、主体金具内において温度制御用抵抗体を内蔵する必要からその製造コストは上昇し、高価なセラミックグロープラグとならざるを得ない問題点がある。   Among the above-mentioned conventional ceramic heaters, those having a temperature control resistor interposed between the lead shaft and the central shaft that holds one end in the metal shell are embedded by the interposed temperature control resistor. Rapid heating of the resistance heating element is possible, and sufficient heat generation for engine startability is possible. However, since the temperature control resistor needs to be built in the metal shell, the manufacturing cost increases, and there is a problem that the ceramic glow plug has to be expensive.

一方、上記中軸と、セラミックヒータ本体内に埋設される電極取り出し用リードに接続するリードコイルとを直接接続するものでは、前述したようにセラミックヒータ本体内に埋設される抵抗発熱体による急速な昇温を望めないものである。このために中軸とセラミックヒータとの間の構造は単純なものとなるが、このセラミックヒータを使用するセラミックグロープラグにおいて十分なエンジン始動性を確保するためには、次の点を考えなくてはならない。すなわち、セラミックヒータの急速な昇温を可能として十分な発熱を提供しようとすると、抵抗発熱体の飽和温度を極端に高くするか又はコントローラによって印加電圧の制御を行おうとすることが考えられる。しかし、セラミックヒータ本体内に埋設される抵抗発熱体の飽和温度を極端に高くすると、セラミックヒータ自体の耐久性が低下し、又コントローラによって印加電圧を制御しようとするとその構造から製品全体としてのコストが著しく上昇してしまう問題がある。
特開平9−190874号公報
On the other hand, in the case where the central shaft and the lead coil connected to the electrode lead lead embedded in the ceramic heater body are directly connected, the rapid heating by the resistance heating element embedded in the ceramic heater body as described above. It cannot be expected. For this reason, the structure between the central shaft and the ceramic heater is simple, but in order to ensure sufficient engine startability in the ceramic glow plug using this ceramic heater, the following points must be considered. Don't be. That is, if it is intended to provide sufficient heat generation to enable rapid heating of the ceramic heater, it is conceivable that the saturation temperature of the resistance heating element is extremely increased or the applied voltage is controlled by the controller. However, if the saturation temperature of the resistance heating element embedded in the ceramic heater body is extremely high, the durability of the ceramic heater itself will be reduced, and if the applied voltage is controlled by the controller, the cost of the product as a whole due to its structure. There is a problem that increases significantly.
JP-A-9-190874

解決しようとする問題点は、製造コストの上昇、セラミックヒータ本体内に埋設される抵抗発熱体による急速な昇温を望めないこと、及びセラミックヒータ自体の耐久性の低下である。   Problems to be solved are an increase in manufacturing cost, a rapid increase in temperature due to the resistance heating element embedded in the ceramic heater body, and a decrease in durability of the ceramic heater itself.

そのために、本願発明のセラミックヒータは、例えばセラミックグロープラグに使用されるものであって、金属外筒を外装する絶縁性セラミックからなるセラミックヒータ本体と、このセラミックヒータ本体中に埋設される抵抗発熱体及び電極取り出し用リードから構成される。上記セラミックヒータ本体中に埋設される抵抗発熱体は上記金属外筒外に発熱部を形成し、当該発熱部は、自身を除いた部分の抵抗発熱体に対し二倍以上の単位長さ当たりの抵抗値を有し、且つその軸方向に占める長さが、上記金属外筒外に位置する抵抗発熱体が軸方向に占める長さに対し30〜100%を占め、上記抵抗発熱体に対して、セラミックヒータ本体に外装する金属外筒内に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、この金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さ以上とし、且つピーク温度が1200℃以上であって、該ピーク温度以下で飽和する自己制御機能を有するものである。 For this purpose, the ceramic heater of the present invention is used for a ceramic glow plug, for example, and comprises a ceramic heater body made of an insulating ceramic covering a metal outer cylinder, and a resistance heat generation embedded in the ceramic heater body. It consists of a body and a lead for taking out an electrode. The resistance heating element embedded in the ceramic heater body forms a heating part outside the metal outer cylinder, and the heating part per unit length is more than twice that of the resistance heating element except for itself. The resistance value and the length occupied in the axial direction occupies 30 to 100% of the length occupied by the resistance heating element located outside the metal outer cylinder in the axial direction . occupy a length occupied in the axial direction of the ceramic heater body of the resistance heating element located in a metal outer tube to the exterior to the ceramic heater body, the axial direction of the ceramic heater body of the resistance heating element located outside the metallic outer cylinder not less than the length, there is and peak temperature of 1200 ° C. or more, and to have a self-regulating function of saturation below the peak temperature.

即ち、このセラミックヒータを使用するセラミックグロープラグにおいて良好なエンジン始動性を確保するためには、金属外筒外に位置する抵抗発熱体の発熱部の面積は、この発熱部での急速な昇温を可能とする範囲内で最大であることが望ましい。そのため、セラミックヒータ本体内に埋設される抵抗発熱体のうち、その発熱部の金属外筒外に位置するセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さが上記抵抗発熱体の軸方向に占める長さの30%以下であると、発熱部での部分的な昇温は可能となるが高温となる部分が一部分に集中してしまい通電耐久性が低下する。更に発熱部の面積が狭くなってエンジン始動性も悪化する。一方、この長さが100%以上であると、セラミックヒータ本体に外装される金属外筒内においても発熱することとなる。したがって、セラミックヒータ本体と、このセラミックヒータ本体に外装される金属外筒を接合するロウ材が溶融、消失しセラミックヒータ自体の破損につながるおそれがある。そこで、セラミックヒータ本体内に埋設される抵抗発熱体のうち、その発熱部の金属外筒外に位置するセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの30〜100%とする。このことにより、セラミックヒータ本体の抵抗発熱体における発熱部の面積を最大限確保して、このセラミックヒータを使用するセラミックグロープラグの良好なエンジン始動性を確保することができるものとなる。That is, in order to ensure good engine startability in a ceramic glow plug that uses this ceramic heater, the area of the heat generating portion of the resistance heating element located outside the metal outer cylinder is set to a rapid temperature rise in this heat generating portion. It is desirable to be the maximum within the range that allows Therefore, among the resistance heating elements embedded in the ceramic heater body, the length of the heating section in the axial direction of the ceramic heater body located outside the metal outer cylinder is the length of the resistance heating element in the axial direction. If it is 30% or less, partial temperature rise in the heat generating portion is possible, but the portion that becomes high temperature concentrates on a part, and the energization durability decreases. Further, the area of the heat generating portion is reduced, and the engine startability is also deteriorated. On the other hand, when the length is 100% or more, heat is generated also in the metal outer cylinder that is sheathed on the ceramic heater body. Therefore, the brazing material that joins the ceramic heater main body and the metal outer cylinder mounted on the ceramic heater main body may melt and disappear, leading to damage to the ceramic heater itself. Therefore, among the resistance heating elements embedded in the ceramic heater body, the length of the heating section in the axial direction of the ceramic heater body located outside the metal outer cylinder is the length of the resistance heating element located outside the metal outer cylinder. 30 to 100% of the length of the ceramic heater body in the axial direction. As a result, the area of the heat generating portion in the resistance heating element of the ceramic heater main body can be ensured to the maximum, and good engine startability of the ceramic glow plug using this ceramic heater can be ensured.

更に、本願発明において、上記セラミックヒーター本体中に埋設される抵抗発熱体に対して、金属外筒内に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さ以下とすると十分な自己制御機能を発揮できない。また、金属外筒内に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの三倍以上としても、二倍程度の場合と同程度の自己制御機能しか発揮できない。そこで、金属外筒内に位置する抵抗発熱体の長さを、金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さ以上とすることで十分な自己制御機能を発揮させることができる。そのため、このセラミックヒータに対して電圧を印加した場合には、金属外筒外に位置する抵抗発熱体の発熱部での昇温後期において、セラミックヒータ本体に外装する金属外筒内に位置する抵抗発熱体でも温度上昇が起こる。そして、この部分における電力消費量が増加することとなって温度制御用抵抗体と同様の温度制御機能を果たすこととなり、温度制御用抵抗体を介在させることなく、又コントローラによる制御や飽和電圧を極端に高くすることもなく、急速にセラミックヒータの抵抗発熱体を昇温させることができる。Furthermore, in the present invention, with respect to the resistance heating element embedded in the ceramic heater body, the length of the resistance heating element located in the metal outer cylinder in the axial direction of the ceramic heater body is outside the metal outer cylinder. If the resistance heating element is not longer than the length of the ceramic heater body in the axial direction, a sufficient self-control function cannot be exhibited. Also, the length of the resistance heating element positioned in the metal outer cylinder in the axial direction of the ceramic heater body is at least three times the length of the resistance heating element positioned outside the metal outer cylinder in the axial direction of the ceramic heater body. However, only a self-control function similar to that in the case of about twice can be exhibited. Therefore, a sufficient self-control function can be achieved by setting the length of the resistance heating element located inside the metal outer cylinder to be equal to or greater than the length of the resistance heating element located outside the metal outer cylinder in the axial direction of the ceramic heater body. Can be made. Therefore, when a voltage is applied to this ceramic heater, the resistance located in the metal outer cylinder that is externally mounted on the ceramic heater body during the latter stage of temperature rise at the heating portion of the resistance heating element located outside the metal outer cylinder. Temperature rise also occurs in the heating element. Then, the power consumption in this part increases, and the temperature control function similar to that of the temperature control resistor is achieved, so that the control by the controller and the saturation voltage can be performed without interposing the temperature control resistor. The temperature of the resistance heating element of the ceramic heater can be raised rapidly without being extremely high.

そこで、図2において示すように、金属外筒内に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さに対する金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの比を1以上とした場合を「グラフ1」とする。また1未満とした場合を「グラフ2」として、そのセラミックヒータの昇温についてのグラフからすると、上記比を1未満とする場合には自然飽和となる。一方、その比を1以上とした場合には金属外筒先端縁からセラミックヒータ本体先端までの抵抗発熱体の発熱部では、一旦1250〜1280℃まで昇温した後に、セラミックヒータ本体に外装する金属外筒内に位置する抵抗発熱体でも温度上昇が起こって電力消費量が増加する。このことで発熱部への供給電力量が減少した結果、発熱部の温度が1200℃まで温度が下がるものとなるので、温度制御抵抗体が介在したものと同様の結果を示すと共に、ピーク温度が飽和温度(例えば、1200℃である。)以上となって急速な昇温も可能となるものである。Therefore, as shown in FIG. 2, the resistance heating element positioned inside the metal outer cylinder occupies the length of the resistance heating element positioned outside the metal outer cylinder in the axial direction of the ceramic heater body. The case where the length ratio is 1 or more is referred to as “Graph 1”. Further, when the ratio is less than 1, the graph 2 shows the temperature rise of the ceramic heater, and when the ratio is less than 1, natural saturation occurs. On the other hand, when the ratio is 1 or more, the heating part of the resistance heating element from the edge of the metal outer cylinder to the tip of the ceramic heater body once raises the temperature to 1250 to 1280 ° C. Even in the resistance heating element located in the outer cylinder, the temperature rises and the power consumption increases. As a result, the amount of power supplied to the heat generating part is reduced, so that the temperature of the heat generating part is lowered to 1200 ° C. Therefore, the same result as that in which the temperature control resistor is interposed is shown, and the peak temperature is The temperature rises above the saturation temperature (for example, 1200 ° C.), and a rapid temperature increase is possible.

以上のとおり、本願発明は構成されるので、十分な自己制御機能を発揮させて温度制御用抵抗体を介在させることなく、コントローラによる制御又は飽和電圧を極端に高くすることもなく、急速にセラミックヒータの抵抗発熱体を昇温させることができる。その上、発熱部の面積を最大にすることができるから、このセラミックヒータを使用するセラミックグロープラグにおいては、低廉なコストで、良好なエンジン始動性を確保でき、その耐久性を十分に向上させることができる優れた効果を有する。   As described above, since the present invention is configured, ceramics can be rapidly produced without exerting a temperature control resistor by exerting a sufficient self-control function, without excessively increasing the control or saturation voltage by the controller. The temperature of the resistance heating element of the heater can be raised. In addition, since the area of the heat generating part can be maximized, a ceramic glow plug using this ceramic heater can ensure good engine startability at a low cost and sufficiently improve its durability. It has an excellent effect that can.

以下、本願発明の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

本願発明を図に示す実施例により更に説明する。(1)は、本願発明の実施例であるセラミックヒータである。このセラミックヒータ(1)は、金属外筒(4)を外装する棒状の絶縁性セラミックからなるセラミックヒータ本体(2)と、このセラミックヒータ本体(2)中に埋設される金属又は非金属の抵抗発熱体(6)及び電極取り出し用リード(8)から構成される。   The present invention will be further described with reference to the embodiments shown in the drawings. (1) is a ceramic heater which is an embodiment of the present invention. The ceramic heater (1) includes a ceramic heater body (2) made of a rod-like insulating ceramic that covers a metal outer cylinder (4), and a metal or non-metal resistance embedded in the ceramic heater body (2). It consists of a heating element (6) and an electrode lead (8).

そして、単位長さ当たりの抵抗値が他の部分の二倍以上である発熱部(7)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さが金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの30〜100%とするものである。A resistance heating element (7) having a resistance value per unit length that is more than twice that of the other part and occupying in the axial direction of the ceramic heater body in the axial direction of the ceramic heater body (4) 6 ″) is set to 30 to 100% of the length of the ceramic heater body in the axial direction.

更に、上記セラミックヒーター本体(2)中に埋設される抵抗発熱体(6)に対して、金属外筒(4)内に位置する抵抗発熱体(6’)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さ以上としてなるものである。Furthermore, with respect to the resistance heating element (6) embedded in the ceramic heater body (2), the resistance heating element (6 ′) located in the metal outer cylinder (4) occupies in the axial direction of the ceramic heater body. The length is equal to or greater than the length of the resistance heating element (6 ″) located outside the metal outer cylinder (4) in the axial direction of the ceramic heater body.

本願発明の実施例であるセラミックヒータ(1)は以上の構成を具える。この発明の実施例のセラミックグロープラグが良好なエンジン始動性を確保するには、上記金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)の発熱部(7)の面積が、この発熱部(7)での急速な昇温を可能とする範囲内で最大であることが望ましい。そのためセラミックヒータ本体(2)内に埋設される抵抗発熱体(6)のうち、発熱部(7)のセラミックヒータの軸方向に占める長さを金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの30〜100%とする。このことにより、セラミックヒータ本体(2)の抵抗発熱体(6)における発熱部(7)の面積を最大限確保できるので、このセラミックヒータ(1)を使用するセラミックグロープラグの良好なエンジン始動性を確保することができるものとなる。 The ceramic heater (1) which is an embodiment of the present invention has the above configuration. In order for the ceramic glow plug of the embodiment of the present invention to ensure good engine startability, the area of the heat generating portion (7) of the resistance heating element (6 ″) located outside the metal outer cylinder (4) is It is desirable that the maximum value be within a range that allows rapid temperature rise in the heat generating part (7), and therefore the heat generating part (7) among the resistance heat generating elements (6) embedded in the ceramic heater body (2). The length of the ceramic heater in the axial direction of the ceramic heater is 30 to 100% of the length of the resistance heating element (6 ″) positioned outside the metal outer cylinder (4) in the axial direction of the ceramic heater body. As a result, the area of the heat generating part (7) in the resistance heating element (6) of the ceramic heater body (2) can be secured to the maximum, so that the engine startability of the ceramic glow plug using the ceramic heater (1) is good. Can be ensured.

更に、上記セラミックヒーター本体(2)中に埋設される抵抗発熱体(6)に対して、セラミックヒータ本体(2)に外装する金属外筒(4)内に位置する抵抗発熱体(6’)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さ以上とする。これによって、十分な自己制御機能を発揮させることができる。そこで、この発明の実施例であるセラミックヒータ(1)に対して電圧を印加した場合には、金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)の発熱部(7)での、ピーク温度が1200℃以上となる昇温後期に金属外筒(4)内に位置する抵抗発熱体(6’)でも温度上昇が生じる。これにより、電力消費量が増加して温度制御用抵抗体と同様の温度制御機能を果たし、温度制御用抵抗体を介在させることなく、ピーク温度以下1200℃で飽和し(図2、グラフ1参照)、また、コントローラによる制御又は飽和電圧を極端に高くすることもなく、急速にセラミックヒータ(1)の抵抗発熱体(6)が昇温できる。 Furthermore , with respect to the resistance heating element (6) embedded in the ceramic heater body (2), the resistance heating element (6 ′) located in the metal outer cylinder (4) that is externally mounted on the ceramic heater body (2). The length of the ceramic heater body in the axial direction is equal to or greater than the length of the resistance heating element (6 ″) located outside the metal outer tube (4) in the axial direction of the ceramic heater body. Therefore, when a voltage is applied to the ceramic heater (1) according to the embodiment of the present invention, the resistance heating element (6) located outside the metal outer cylinder (4) is provided. The temperature rise also occurs in the resistance heating element (6 ′) located in the metal outer cylinder (4) in the late stage of the temperature rise when the peak temperature is 1200 ° C. or higher in the heating part (7) of “”). As a result, the power consumption increases and performs the same temperature control function as the temperature control resistor, and saturates at 1200 ° C. or below the peak temperature without interposing the temperature control resistor (see FIG. 2, graph 1). In addition, the resistance heating element (6) of the ceramic heater (1) can be rapidly heated without excessively increasing the control by the controller or the saturation voltage.

そこで、この発明の実施例であるセラミックヒータにおける昇温性及び通電耐久性を確かめるべく、様々な条件下で実機試験を行い、その効果について比較検討した。すなわち、セラミックヒータ(1)を構成するセラミックヒータ本体(2)内に埋設される抵抗発熱体(6)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める全長をAとし、外装される金属外筒(4)内に位置する抵抗発熱体(6’)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さをBとする。更にこの金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さをC、その上、抵抗発熱体(6”)のうち、単位長さ当たりの抵抗値が他の部分の二倍以上である発熱部(7)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さをDとする。その時に、金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さに対するセラミックヒータ本体(2)に外装される金属外筒(4)内に位置する抵抗発熱体(6’)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの比をB/Cとする。そして発熱部(7)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さに対する金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの比C/Dを求める。そのうち、単位長さ当たりの抵抗値が他の部分の二倍以上である発熱部(7)の長さを様々に変化させ、1200℃を飽和温度とする製品における通電時間5秒経過後の温度を昇温性として計測する。更には、通電して1400℃で1分間発熱させた後通電を断つということを1サイクルとして何サイクルで発熱部(7)の断線が発生するかという通電耐久性試験を行った。これらにより、この発明の効果が顕著に認められた(図3参照)。なお、金属外筒(4)外に位置する抵抗発熱体(6”)のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さは、この発明における実施例であるセラミックヒータのセラミックヒータ本体(2)内に埋設される抵抗発熱体(6)の値に関係するものである。しかしながら、その長さの値はエンジンの種類により変化するものであると共に、抵抗発熱体(6)が金属コイルによるもの、印刷などの非金属発熱体によるもの、又は射出成形によるものとを問わず適用することができる。   Therefore, in order to confirm the temperature rise performance and energization durability in the ceramic heater which is an embodiment of the present invention, actual machine tests were conducted under various conditions, and the effects were compared. That is, A is the total length of the resistance heating element (6) embedded in the ceramic heater body (2) constituting the ceramic heater (1) in the axial direction of the ceramic heater body, and the outer metal outer cylinder (4). Let B be the length of the resistance heating element (6 ′) located inside the ceramic heater body in the axial direction. Further, the length of the resistance heating element (6 ″) located outside the metal outer cylinder (4) in the axial direction of the ceramic heater body is C, and in addition, per unit length of the resistance heating element (6 ″). Let D be the length in the axial direction of the ceramic heater body of the heat generating part (7) whose resistance value is at least twice that of the other parts. At that time, the resistance heating element (6 ″) located outside the metal outer cylinder (4) has a length within the metal outer cylinder (4) which is externally mounted on the ceramic heater body (2) with respect to the length of the ceramic heater body in the axial direction. The ratio of the length of the resistance heating element (6 ′) in the axial direction of the ceramic heater body is defined as B / C, and the metal outer cylinder with respect to the length of the heating part (7) in the axial direction of the ceramic heater body (4) The ratio C / D of the length of the resistance heating element (6 ″) located outside in the axial direction of the ceramic heater body is obtained. Among them, the temperature after the energization time of 5 seconds elapses in a product in which the length of the heat generating part (7) whose resistance value per unit length is more than twice that of the other part is changed and 1200 ° C is saturated. Is measured as temperature rise. Furthermore, an energization durability test was conducted to determine how many cycles the disconnection of the heat generating portion (7) occurs, with one cycle being the energization after the energization and heating at 1400 ° C. for 1 minute. By these, the effect of this invention was recognized notably (refer FIG. 3). The length of the resistance heating element (6 ″) located outside the metal outer cylinder (4) in the axial direction of the ceramic heater main body is within the ceramic heater main body (2) of the ceramic heater according to the embodiment of the present invention. This is related to the value of the embedded resistance heating element (6) However, the length value varies depending on the type of engine and the resistance heating element (6) is a metal coil, printing It can be applied regardless of a non-metallic heating element such as a non-metallic heating element or an injection molding.

本願発明は、主としてディーゼルエンジンに装着されるセラミックグロープラグ等に使用されるセラミックヒータというだけでなく、バーナ着火用あるいは酸素センサ用の加熱素子にも適用できる。   The present invention can be applied not only to a ceramic heater mainly used for a ceramic glow plug or the like mounted on a diesel engine, but also to a heating element for burner ignition or an oxygen sensor.

本願発明の実施例であるセラミックヒータにおいて、金属コイルを抵抗発熱体とするものの拡大断面図である。In the ceramic heater which is an Example of this invention, it is an expanded sectional view of what uses a metal coil as a resistance heating element. 本願発明の実施例である金属外筒内に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さに対する金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの比を各々1以上とした場合及び1未満とした場合のセラミックヒータの昇温状態を示すグラフである。The length of the resistance heating element positioned in the axial direction of the ceramic heater body of the resistance heating element positioned outside the metal outer cylinder relative to the length of the resistance heating element positioned in the metal outer cylinder according to the embodiment of the present invention. It is a graph which shows the temperature rising state of a ceramic heater when the ratio of each is 1 or more and less than 1. 本願発明の実施例であるセラミックヒータに対する昇温性及び通電耐久性の試験結果を示したものである。The temperature rise property with respect to the ceramic heater which is an Example of this invention is shown, and the test result of the electricity supply durability is shown. (イ)は、この発明のその他の実施例であるセラミックヒータにおいて、印刷によって抵抗発熱体とするものの拡大断面図、及び(ロ)はその90°回転させた拡大断面図である。(A) is an enlarged cross-sectional view of a ceramic heater according to another embodiment of the present invention, which is a resistance heating element by printing, and (b) is an enlarged cross-sectional view rotated 90 °. 本願発明のその他の実施例であるセラミックヒータにおいて、射出成形によって抵抗発熱体とするものの拡大断面図である。In the ceramic heater which is the other Example of this invention, it is an expanded sectional view of what becomes a resistance heating element by injection molding.

符号の説明Explanation of symbols

1 セラミックヒータ
2 セラミックヒータ本体
3 (セラミックヒータ本体)の先端
4 金属外筒
5 (金属外筒の)先端縁
6 抵抗発熱体
6’ (セラミックヒータ本体に外装する金属外筒内に位置する)抵抗発熱体
6” (金属外筒外に位置する)抵抗発熱体
7 発熱部
8 電極取り出し用リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic heater 2 Ceramic heater main body 3 Tip of (ceramic heater main body) 4 Metal outer cylinder 5 End edge of (metal outer cylinder) 6 Resistance heating element 6 'Resistance (located in the metal outer cylinder exterior to the ceramic heater main body) Heating element 6 "Resistance heating element (located outside the metal outer cylinder) 7 Heating part 8 Lead for electrode removal

Claims (3)

金属外筒を外装する絶縁性セラミックからなるセラミックヒータ本体と、このセラミックヒータ本体中に埋設される抵抗発熱体及び電極取り出し用リードから構成されるセラミックヒータにおいて、上記セラミックヒータ本体中に埋設される抵抗発熱体に対して、セラミックヒータ本体に外装する金属外筒内に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さを、この金属外筒外に位置する抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さ以上とするセラミックヒータ。 In a ceramic heater composed of a ceramic heater body made of an insulating ceramic covering a metal outer cylinder, a resistance heating element embedded in the ceramic heater body, and a lead for electrode extraction, the ceramic heater body is embedded in the ceramic heater body. The length of the resistance heating element in the axial direction of the ceramic heater body positioned in the metal outer cylinder that is externally mounted on the ceramic heater body with respect to the resistance heating element is the ceramic heater of the resistance heating element positioned outside the metal outer cylinder. A ceramic heater that is longer than the length of the main body in the axial direction. 上記金属外筒を外装する絶縁性セラミックからなるセラミックヒータ本体内に埋設される抵抗発熱体のうち、単位長さ当たりの抵抗値が他の部分の二倍以上である発熱部の上記金属外筒外に位置するセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さが、上記抵抗発熱体のセラミックヒータ本体の軸方向に占める長さの30〜100%としてなる請求項1記載のセラミックヒータ。 Of the resistance heating element embedded in the ceramic heater body made of an insulating ceramic that covers the metal outer cylinder, the metal outer cylinder of the heat generating part whose resistance value per unit length is more than twice that of other parts The ceramic heater according to claim 1, wherein a length of the ceramic heater body located outside in the axial direction is 30 to 100% of a length of the resistance heating element in the axial direction of the ceramic heater body. 請求項1又は請求項2に記載のセラミックヒータを具えるセラミックグロープラグ。 A ceramic glow plug comprising the ceramic heater according to claim 1.
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