JPS60117030A - デイ−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】 〔発明の技術分野〕 不発ｆ！Ａ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
、特に供給電力の制御機能を備えてなる自己温度制御型
のグロープラグに関する。

〔従来技術〕

−ｆｆ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けこ
れに電流を流して発熱させることにより、吸気温産金上
昇させるるいは着火源として用い、エンジンの始動性全
向上させる方法が採用されている。そして、この種のグ
ロープラグとして従来から種々の構造のものが知られて
いるが、いずれも速熱型として機能するうえで問題を生
じるものでるり、また発熱線の過加熱を防ぐためにその
供給電力を制御する温度制御手段等全回路上に設けるこ
とが必要で、装置全体のコスト高を招くといった欠点も
めった。

このため、本出願人は、上述した問題点全解消すべく、
二種類の材料からなる抵抗体を巧みに組合わせて用いる
ことにより、速熱型としての効果全発揮し得るとともに
安定しｆｃ発熱特性を得ることができる自己温度制御型
のグロープラグを、特開昭５７−１８２０２６号公報な
どにより先に提案している。

これ金１第１図を用いて簡単に説明すると、全１一符号
１で示すグロープラグ鉱、ステンレススチール等の耐熱
金属製のシース２と、このシース２を先端部において保
持する管状ハウジング３全備え、このハウジング３の後
端部には絶縁ブツシュ４を介して電極棒５が同心状に取
付けられ、この電極棒５の先端は前記シース２内に挿入
されている。

そして、前記シース１の先端側内部空間には、たとえば
鉄クロム系合金るるいはニッケルクロム系合金などのよ
うに正の抵抗温度係数の小さな導電材料（５Ｘ　１０　
’／ｌ）により螺旋状に形成され発熱体となる第１の抵
抗体６が軸線方向に沿って配設され、その一端は前記シ
ース２と電気的に接続されている。また、前記シース１
の後端側内部空間には、たとえばニッケル６るいはカー
ボン含有量が０，２５％以下の低炭素鋼などのように正
の抵抗温度係数の大きな導電材料（５×１ｏ−３／℃）
により螺旋状に形成され発熱体および後述するような温
度制御手段として機能する第２の抵抗体Ｉが前記第１の
抵抗体６と電極棒５との間で軸線方向に沿って配設され
、それぞれに直列に接続されている。なお、図中８は上
述した両折抗体６，１を埋設するようにシース２内に充
填されたマグネシア等の耐熱絶縁粉末でるる。

そして、上述した構成において、第１および第２の抵抗
体６，７は、因示されるように、それぞれの螺旋部端が
所定の間隙（ＧＡＰ）ｔ−おいて対向するようにして接
続されている。この間１！ｉ？設けた理由は、第２の抵
抗体１のもつ第１の抵抗体６への供給電力の制御機能を
効果的に作用させ得るように、この第２の抵抗体７に対
する第１の抵抗体６からの熱影響に時間的間隔を保りた
めでるる。

そして、このような構成とすることによって、第２の抵
抗体７での温度上昇に時間遅れｔ生じさせ、通電初期に
おいてはＭｌの抵抗体６に大電力を供給し、これ會急速
に赤熱させてグロープラグの温度立上り特性を大幅に向
上させ、また所定時間経過後においで徐々に抵抗値が増
加する第２の抵抗体７により供給電力を減らして第１の
抵抗体６での過加熱を防止することが可能となる。勿論
この第２の抵抗体１はそれ自身も発熱体として働き、グ
ロープラグ全体としての発熱特性全大幅に向上させ得る
ものである。

したがって、上述した構成によるグロープラグ１によれ
ば、二種類の材料による抵抗体６　、７′ｆｔ巧みに組
合わせることにより、速熱化を図るとともに、回路側で
の温度制御手段を不用とし、装置全体としてコスト低減
化を図れる等の利点がめるが、エンジン始動後における
予熱時、いわゆるアフターグロ一時において若干の問題
を生じている。

すなわち、エンジン始動後においても、たとえば寒冷地
等にめりてはエンジンが冷えすぎており、暖機状態にな
るまでには時間がかかるものでめる。

そして、この非暖機状態では、アイドリンク時の騒音が
大きく、また不完全燃焼により白煙が生じたり、エンス
トしたりするといった問題が生じる。

これを防止するため、近年では上述したアフターグロ一
方式が採用され、グロープラグをエンジン始動後におい
て一定時間の間通電状態を維持し、エンジン内を暖めて
ｍ焼を円滑に行なえるようにしている。

ところで、ディーゼルエンジンには直接噴射式のものと
副燃焼室式のものとがるり、前者の直接噴射式の場合に
は、上述したアフターグロ一時間が約３０秒以内で十分
でるることから、上述したグロープラグ１においてその
性能や耐久性等に悪影響が生じることはなく、その使用
にわたって何ら支障ないものでるる。

しかしながら、後者の副燃焼室式ディーゼルエンジンで
は、アフターグロ一時間は３０秒程度では不十分で、約
３公租度にも及ぶことがあり、このような場合において
グロープラグ１各部の耐久性に悪影響企及ぼす虞れがあ
る。すなわち、この種のグロープラグにおいて、通常の
予熱時（約５砂層度）での供給電圧はＩＩＶ程度でるる
か、エンジンが始動されるとレギュレータの設定電圧が
一般に１４Ｖ　でめり、これがグロープラグ１に供給さ
れることから、アフターグロ一時間を長くすると高電圧
のため温度が上が９すぎ、特に抵抗体６．７部分での酸
化や溶断等といった耐久性に影響を及ぼす虞れが生じて
いる。

〔発明の概要〕

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので発熱体と
なる第１の抵抗体に対し、これよ夕も正の抵抗温度係数
の大なる第２．第３の抵抗体全直列に接続し、かつ第３
の抵抗体を、第２の抵抗体に比べて時間遅れをもって温
度上昇し得るように、電流密度を小さくあるいは放熱量
が大きくなるように形成するという簡単な構成によって
、アフターグロ一時間が長時間にわたったとしても第３
の抵抗体により全体としての供給電力全適正に制御し、
耐久性や性能面での悪影響を一掃し、安定かつ速熱性に
優れた発熱特性を得ることができる安価なディーゼルエ
ンジン用グロープラグ會提供するものでるる。

〔実施例〕

以下、本発明全図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第２図は本発明に係るディーゼルエンジン用グロープラ
グの一実施例七本し、同図において第１図と同一または
相当する部分には同一番号を付してその説明は省略する
。

さて、本発明によれば、発熱体としてシース１内に配設
された第１および第２の抵抗体５，７に対し、第２の抵
抗体γと同様にたどえばニッケルや低炭素鋼などといっ
た正の抵抗温度係数の大きな導電材料により形成された
螺旋状上屋する第３の抵抗体１０を直列に接続し、かつ
この第３の抵抗体１０全第２の抵抗体７よりも時間的に
遅延して温度上昇し得るように形成したところに特徴を
有している。

ここで、上述した第３の抵抗体１０での温度上昇を、第
２の抵抗体Ｔよりも緩やかにするためには、第３の抵抗
体１０の外径（コイル径）寸法上第２の抵抗体７よシも
大きくしたり、その線径を太くした９、めるいはその螺
旋ピッチを大きくしたりすることにより達成し得るもの
で、これは上述したようにすｔＬば第３の抵抗体１０部
分での電流密度か第２の抵抗体Ｔ側よりも小さくなり、
あるいは放熱性が向上して温度上昇が緩やかとなるなど
から明ら〃・であろう。勿論、上述した第３の抵抗体１
０部分での放熱性紮よくするために、その周囲にマグネ
シア全始めとする熱伝導率の大きな耐熱絶縁材料１１會
充填するようにしてもよいものでろジ、さらにこの第３
の抵抗体１０部分での充填密度を増大させるためにた七
えｄ液状セラミック材等に予め埋設して形成し、これを
組込むようにしてもよいものでめる。これは、上述した
耐熱絶縁材１１の充填密度が大きい程、抵抗体１゜を確
実に絶縁して固定し、その酸化等を防止するとともに、
熱伝導率が向上することから明らかでろろう。

また、本実施例では、上述した第３の抵抗体１０全、シ
ース２から外れたハウジング３内で電極棒５の途中に介
在させるように構成しているため、その配設スペースが
広く、太径の線材を、コイル径およびピンチを大きくし
て巻回して形成し得るもので、前述したように電流密度
を小さくするとともに放熱性？向上させ、このグロープ
ラグ１の発熱特性全大幅に向上させ得るものでるる。さ
らに、上述した構成では、発熱部としてのシース２の先
端から先端側電極棒５ａｋ介して十分に離間して設けら
れているため、その熱影響が第３の抵抗体１０ｉＩｌｌ
ｌに伝達されることもなく、この部分での温度上昇を緩
や力≧にするうえで効果的でるる。

そして、上述したように発熱体となる第１の抵抗体６に
対し、正の抵抗温度係数が大なる第２゜第３の抵抗体１
，１０を直列に接続した構成によれば、エンジン始動時
における予熱時にろうては第２の抵抗体Ｔの制御作用に
より第１の抵抗体６側に大電力が供給され急速に赤熱化
されるとともに一定の温度にて飽和し、その過加熱全防
止し、グロープラグ１として適正な発熱特性が得られる
ものである。このとき、第３の抵抗体１０は、前述した
理由からその温度上昇が不充分で、供給電力全制御する
には至らないものである。

一方、エンジンが始動されたアフターグロ一時じおいて
は、第３の抵抗体１ｕでの温度も上昇し、これによる抵
抗値の増大によって第１．第２の抵抗体６，７側への供
給電力が制御され、第３図（ａ）または（ｂ）に示すよ
うに、シース２の先端温度を低下させるように作用し、
たとえ印加電圧が大きくなったとしても、発熱部での過
加熱を防止し、この部分の耐久性全向上させ得るもので
、その結果アフターグロ一時間が３０秒以上の長時間に
わたったとしても何ら支障ないものである。

ここで、第３図（ａ）は供給電圧が一定（たとえば１１
Ｖ）でろる場合？示し、同図中ａは従来型のものを、ｂ
は本発明によるもののシース表面温度の特性曲線でるる
。また、同図（ｂ）は予熱時には１１■、アフターグロ
一時には１４Ｖの供給電圧か印加される場合上水し、図
中Ｃは従来型、ｄは本発明型の場合の特性曲線で、さら
にｅ、ｆｉｊ第２および第３の抵抗体７，１０での温度
上昇特性を示している。

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
。

たとえば上述し７（実施例構造では、第３の抵抗体１０
ｔシース２の外筒に配設した場合を示しているが、第４
図または第５図に示すように、シース２内で第２の抵抗
体７に対し断熱導電体１２または直綜状部１３による間
隙を介して直列に接続するようにしてもよいことは勿論
である。そしてこのようにすれば、その製造、組立てが
容易で、しかもシース２に対するスェージ加工により内
部での耐熱絶縁粉末８の充填密度を高めて各部の耐久性
や信頼性を向上させ得るもので、その利点は太きい。特
に、後者の場合には、各抵抗体６，７．１０が連続して
いるため、そのコイリングが容易でるるといった利点も
める。

また、上述した第２．第３の抵抗体７．１０は正の抵抗
温度係数の大きな導電材料として同−材料上用いても、
あるいは異なる材料上用いて形成してもよいもので、要
は第３の抵抗体１ｏ１１ｔａの温度上昇が第２の抵抗体
Ｉよすも遅延するように形成すれはよいもので少る。し
たがって、第３の抵抗体１０として、たとえば融点が約
３３０℃程度で、しかも溶解すると抵抗値が著しく増大
する鉛等會用いてもよいもので、この場合、第６図に示
すように、セラミック等による耐熱絶縁粉末島らなる筒
体１４を電極棒５，５８間に介装し、その貫通孔内に上
述した鉛による第３の抵抗体ＩＱｋ封入するようにして
もよいものでめる。

さらに、上述し、た実施例では、グロープラグとしてシ
ース型のものを例示したが、本発明はこれに限定されず
、各抵抗体６，７．１０’ｔ−セラミツク材内に埋設し
たヒータ棒を用いるセラミックヒータ型に適用してもよ
いもので、また各抵抗体の形状も螺旋状に限定されない
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るディーゼルエンジン
用グロープラグによれば、発熱体となる第１の抵抗体に
対し、正の抵抗温度係数の犬なる第２．第３の抵抗体を
直列に接続し、かつ第３の抵抗体金弟２の抵抗体に比べ
てるる程度の遅れ時間をもって温度上昇し得るように形
成したので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、グロ
ープラグとして安定しかつ速熱性に優れた発熱特性を得
ることができるとともに、アフターグロ一時においてそ
の時間が３０秒以上の長時間にわたったとしても第３の
抵抗体の存在により全体としての供給電力を適正ｅこ制
御し、耐久性や性能面での悪影響全−掃し得る等といっ
た種々優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のディーゼルエンジン用グロープラグ全例
示する全体の概略縦断面図、第２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断面
図、第３図（ａ）（ｂ）はその特性図、第４図ないし第
６図は本発明の他の実施例を示す図でるる。 １・・・・グロープラグ、２ｓ＠・會シース、３・・・
・ハウジング、５・・・・電極棒、６・・・・第１の抵
抗体、１・・・・第２の抵抗体、８Ｌ１１・φ・・耐熱
絶縁粉末、１０・・・・第３の抵抗体。 特許出願人　自動車機器株式会社 代理人　山川政樹（ほか１名〕

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱体となる第１の抵抗体と、その一端に直列に
   接続されかつ第１の抵抗体よりも正の抵抗温度係数の大
   きな材料にて形成された第２．第３の抵抗体を備え、こ
   の第３の抵抗体は、第２の抵抗体に比べ時間的に遅延し
   て温度上昇し得るように形成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. （２）第３の抵抗体は、第２の抵抗体よりも外径寸法〃
   二人きく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. （３）第３の抵抗体は、第２の抵抗体よりも線徨が大き
   く形成されていること全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。
4. （４）第３の抵抗体は、第２の抵抗体よりも螺旋ピッチ
   が大きく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。