JP2741240B2 - セラミックグロープラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として始動のためディーゼルエンジンに
装着されるセラミックロープラグに関するものである。

（従来の技術） 一般にディーゼルエンジンは始動性を向上させるため
エンジンヘッドに設けた燃焼室等にグロープラグを装着
し、これに通電して室内に噴射される燃料の一部を加熱
燃焼させて予熱する方法がとられており、始動時に急速
な昇温特性をもつことが要求されるとともに始動後にお
いても燃焼安定化のためのアフターグローとして長時間
使用される傾向があるため耐久性の向上が益々要望され
ており、この目的に応ずる急速加熱型グロープラグとし
て高融点金属の発熱線をセラミックス粉末中に埋設し焼
結してなるセラミックヒータを発熱体としたセラミック
グロープラグが知られている。

第３図は従来例のセラミックグロープラグ（以下単に
プラグと略称する）の要部の縦断面図であり、プラグ１
は、タングステンなどからなるコイル状の発熱線２を埋
設したセラミックヒータ（以下単にヒータと略称する）
３が、その先端発熱部３−１を露出させて、鉄、インコ
ネル等からなる金属外筒４の内腔に銀ろう５によってろ
う接し固定され、同時に発熱線２の一端に接続されたリ
ード線２−１が電気的に接続されるとともに、さらに、
金属外筒４が取付金具６にろう接されて電気的に接続さ
れ負電極が構成され、また、発熱線の２の他端に接続さ
れたリード線２−２はヒータ３の後端部で金属キャップ
７に接合され、これに溶接されたリード棒８を介して、
図示していないプラグ後端部で取付金具６と絶縁され正
電極端子となる中軸に接続されてなるものである。

第４図は、プラグ１をエンジンの渦流室等の燃焼室11
に装着した状態を示す縦断面図であり、プラグ１を、ヒ
ータ３の先端部を燃焼室11の室内に突出させて、プラグ
取付孔12に取付金具６のねじ部６−１で螺合して装着さ
れているものである。

（発明が解決しようとする課題） プラグのヒータは着火性の面ではできるだけ長く燃焼
室に突き出ている方が好ましい。しかし、ヒータの金属
外筒から露出する長さを長くすると強度的に問題があ
る。また、発熱線と、このリード線との接続部は金属外
筒内部に位置させないと、通電時の発熱と被熱により接
触不良を生じやすく、抵抗が上昇して過熱しセラミック
割れを生じやすいので、ヒータの露出長を長くすると発
熱線そのものも長くせざるを得ない。そうすると広範囲
の部分が加熱されるため消費電流が多くなり、無効電力
が増加する。また、抵抗体を内蔵した自己制御型プラグ
の場合は、ヒータ部における電力消費が増加することに
より抵抗体部での温度制御効果が十分でなくなり昇温性
能が低下する。

上記のような理由により、ヒータの金属外筒からの露
出長は可及的に短くすることが望ましい。従って、露出
長を短くし、かつ、できるだけ燃焼室内に突出させるた
めには、金属外筒を燃焼室内に突出させればよいわけで
あるが、そうすると被熱により固着用の銀ろう（融点78
0〜960℃）が流出してしまい昇温性能が悪化する。その
ために金属外筒を燃焼室内に突出させることは好ましく
ない。また、上記の固着用のろう材としては銀ろう材を
用いないと気密性の確保に難点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の如き課題を解決するためになされた
ものであり、金属外筒を二段構造とし、ヒータが露出す
る側の先端部側をインコネル材等の耐熱性に優れた金属
材により構成し、後端部側は従来例と同様に、鉄、コバ
ール、インコネル材などの通常の金属材で構成し、先端
部側とヒータとはニッケルろう、銅ろう等の融点が1000
℃以上の耐熱性ろう材によりろう接し、後端部側とヒー
タとは従来どおり銀ろう材によりろう接した金属外筒及
びヒータとの固着がなされたプラグを提供するものであ
る。

（作用） 上記の如く金属外筒の先端部側を耐熱性に優れた金属
材によって構成し、かつ、この部分のヒータとのろう接
が融点が1000℃以上のニッケルろうや銅ろう等の耐熱性
のろう材にてなされるので、金属外筒を燃焼室内に突出
させることができる。そのためにヒータを、露出長を短
くして燃焼室に突出させることが可能となる。

（実施例） 第１図は、本発明によるプラグの実施例のプラグ1Aの
要部の縦断面図であり、従来例の第３図と同一部分は同
一符号にて示し、詳細な説明は省く。同図において、金
属外筒4Aは、インコネル等の耐熱性金属からなる先端部
側4aと、従来どおり鉄等からなる後端部側4bとに分割さ
れて互いに当接しており、先端部側4aはニッケルろう、
銅ろう等の耐熱性ろう材5aによって同じくヒータ３にろ
う接され、後端部側46は銀ろう材5bによって同じくヒー
タ３にろう接されてなり、その他の構造は従来例と同様
である。

また、上記の金属外筒4Aをヒータ３の外側に固着させ
た構造は、まず先端部側4aをヒータ３の所定の位置にお
き、非酸化雰囲気中にて上記の耐熱ろう材5aにてろう接
し、ヒータ３の後端部に金属外筒4Aの後端部側4bを挿入
して、非酸化雰囲気中にて上記の銀ろう材5bによってヒ
ータ３にろう接して構成される。

第２図は、上記の如きプラグ1Aをエンジンの燃焼室11
に装着した状態を示す縦断面図であり、プラグ1Aを、金
属外筒4Aの先端部側4aの大部分を燃焼室11の室内に突出
させて、プラグ取付孔12に取付金具６のねじ部６−１で
螺合して装着されてなるものである。なお、従来例と同
じ昇温性能を得るに、発熱線の有効長を従来例の12mmか
ら8mmとしヒータの露出長を10mmから6mmにし消費電流は
約3/4と減少した。

（発明の効果） 本発明によるプラグは、金属外筒の非露出部である後
端部側はヒータに銀ろう材によるろう接がなされている
ので気密性は十分に保たれ、金属外筒の露出部である先
端部側は耐熱性金属からなり、しかも、融点が1000℃以
上の耐熱性ろう材によってろう接されているので、燃焼
室内に突出されていても、ろう材の流出や消失がなく、
そのために昇温性能の悪化もない。また、同一昇温性能
とした場合、本発明によれば金属外筒を燃焼室内に突出
させると共に発熱線とリード線の接続部を金属外筒内に
位置させることができるのでヒータの長さを短くするこ
とができて、接触不良をなくしてセラミックの強度が安
定し、かつ、消費電流は小さく省電力化ができる。ま
た、抵抗体を内蔵した自己制御型プラグにおいてもヒー
タの熱容量が小さくなるので、温度制御がしやすくな
り、熱しやすく冷めやすいという自己制御機能がより十
分に作用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるセラミックグロープラグの実施
例の要部の縦断面図、第２図は、第１図に示すセラミッ
クグロープラグをエンジンの燃焼室に装着した状態を示
す図、第３図は、従来例のセラミックグロープラグの要
部の縦断面図、第４図は第３図に示すセラミックグロー
プラグをエンジンの燃焼室に装着した状態を示す図であ
る。 1,1A:セラミックグロープラグ、2:発熱線、3:セラミッ
クヒータ、4,4A:金属外筒、4a:（金属外筒の）先端部
側、4b:（金属外筒の）後端部側、5a:耐熱性ろう材、5
b:銀ろう材、6:取付金具。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック焼結体中に発熱線と、該発熱線
   の一端に接続された一対のリード線を埋設してなるセラ
   ミックヒータが、その外側に嵌装された金属外筒の内腔
   に、先端部を露出して接合されてなるセラミックグロー
   プラグにおいて、金属外筒が取付金具から突出して燃焼
   室内に露出する先端部側と、燃焼室内に露出しない後端
   部側とに分割されて互いに当接して、金属外筒内に発熱
   線とリード線の接続部を位置させ、先端部側が耐熱性金
   属からなるとともに融点が1000℃以上の耐熱性ろう材に
   よって、かつ、後端部側が銀ろう材によってセラミック
   ヒータに固着されてなることを特徴とするセラミックグ
   ロープラグ。