JPS6030606Y2 - セラミツク製グロ−プラグ - Google Patents
セラミツク製グロ−プラグInfo
- Publication number
- JPS6030606Y2 JPS6030606Y2 JP1980188940U JP18894080U JPS6030606Y2 JP S6030606 Y2 JPS6030606 Y2 JP S6030606Y2 JP 1980188940 U JP1980188940 U JP 1980188940U JP 18894080 U JP18894080 U JP 18894080U JP S6030606 Y2 JPS6030606 Y2 JP S6030606Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- ceramic
- glow plug
- coil
- inclination angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
本考案は特にディーゼルエンジンの始動促進用として使
用されるセラミック製グロープラグの改良に関するもの
である。
用されるセラミック製グロープラグの改良に関するもの
である。
最近、この種のグロープラグの内、急速加熱用として発
熱体をセラミック製とし、その内部にタングステン等の
耐熱に優れた金属をプリントした発熱素子が使用されて
きている。
熱体をセラミック製とし、その内部にタングステン等の
耐熱に優れた金属をプリントした発熱素子が使用されて
きている。
ところが、発熱素子が発熱体を構成するセラミック材に
単にプリントされただけのものでは発熱体内における発
熱素子の温度分布が特定方向に偏寄するため、発熱速度
を短縮すると、不均一な急速加熱による熱応力によって
プリントした発熱素子の部分より亀裂が発生してセラミ
ック製の発熱体が破壊されてしまうという不具合があり
、実際には多く使用されていない。
単にプリントされただけのものでは発熱体内における発
熱素子の温度分布が特定方向に偏寄するため、発熱速度
を短縮すると、不均一な急速加熱による熱応力によって
プリントした発熱素子の部分より亀裂が発生してセラミ
ック製の発熱体が破壊されてしまうという不具合があり
、実際には多く使用されていない。
そこで本考案者等は発熱素子をセラミック材上にプリン
トされたもの）代わりにタングステン等の高耐熱性の金
属線をコイル状に成形した発熱素子を粉末成形体内に埋
設し、これを圧縮下において焼成する方法により製造す
ることを検討した。
トされたもの）代わりにタングステン等の高耐熱性の金
属線をコイル状に成形した発熱素子を粉末成形体内に埋
設し、これを圧縮下において焼成する方法により製造す
ることを検討した。
この種のグロープラグは必要とする温度分布が得られる
点と要求する発熱量が比較的容易に得られる点において
前記プリントした発熱素子を設けたものよりも有利であ
る。
点と要求する発熱量が比較的容易に得られる点において
前記プリントした発熱素子を設けたものよりも有利であ
る。
ところが、本考案者等の多くの実験によればコイル状の
発熱素子の傾斜角によってグロープラグを使用中に割れ
が発生したり、逆に割れが殆ど生じなかったりすること
が確認された。
発熱素子の傾斜角によってグロープラグを使用中に割れ
が発生したり、逆に割れが殆ど生じなかったりすること
が確認された。
前記割れの原因について究明したところ、短期間に大電
流を通電腰高温度に加熱する形式のセラミック製発熱体
を有するグロープラグは発熱素子の周囲のセラミックの
組織、密度は重要な成立条件であることが判明した。
流を通電腰高温度に加熱する形式のセラミック製発熱体
を有するグロープラグは発熱素子の周囲のセラミックの
組織、密度は重要な成立条件であることが判明した。
即ち、コイル状の発熱素子の素材、即ち耐熱金属線と、
この素子を包むセラミックの粒子との密着が良ければ良
い程、熱伝導性が良好であり、逆に密着度が悪ければ熱
伝導性が悪く、更に、コイル状の発熱素子が断線する傾
向にある。
この素子を包むセラミックの粒子との密着が良ければ良
い程、熱伝導性が良好であり、逆に密着度が悪ければ熱
伝導性が悪く、更に、コイル状の発熱素子が断線する傾
向にある。
従って、圧縮焼成法によりセラミック材と発熱素子とを
密着させることが極めて重要な要件である。
密着させることが極めて重要な要件である。
圧縮焼成法におけるセラミック材の密着度の分布状況に
ついて検討するに、前記のようにコイル状の発熱素子を
圧縮焼成を行うセラミック材中に埋設することは、コイ
ルを形成する円筒中間部（コイルの中の部分）に粗密度
の組織が出来易く、コイル状の発熱素子の周囲のセラミ
ックの密度が不均一とな傾向は免れ得ない。
ついて検討するに、前記のようにコイル状の発熱素子を
圧縮焼成を行うセラミック材中に埋設することは、コイ
ルを形成する円筒中間部（コイルの中の部分）に粗密度
の組織が出来易く、コイル状の発熱素子の周囲のセラミ
ックの密度が不均一とな傾向は免れ得ない。
この理由は、圧縮焼成の上下型内に固型生材を封入し、
高温下において加圧焼成する時コイルの線材が中筒状あ
るいはスパイラル状に成形されていため、円筒の内側に
、上下方向の加圧力が伝播しないこと、又は、上下の加
圧方向にして垂直方向に巻かれているコイルの近傍のセ
ラミック粒子に加圧力が負荷されないことによるもので
ある。
高温下において加圧焼成する時コイルの線材が中筒状あ
るいはスパイラル状に成形されていため、円筒の内側に
、上下方向の加圧力が伝播しないこと、又は、上下の加
圧方向にして垂直方向に巻かれているコイルの近傍のセ
ラミック粒子に加圧力が負荷されないことによるもので
ある。
一方、セラミック製の発熱素子を３点曲げ武装を行なっ
たところ、発熱素子のコイルの傾斜角あるいはピッチと
抗折強度との間に重要を相関関係があることが判明した
。
たところ、発熱素子のコイルの傾斜角あるいはピッチと
抗折強度との間に重要を相関関係があることが判明した
。
以上のように発熱素子として金属線をコイル状に巻いて
セラミック製の発熱体中に単に埋設したグロープラグの
場合には、機械的な強度の低下や熱応力によって破壊さ
れ易い等の問題があったのである。
セラミック製の発熱体中に単に埋設したグロープラグの
場合には、機械的な強度の低下や熱応力によって破壊さ
れ易い等の問題があったのである。
本考案は、前記従来のセラミック製の発熱体に発熱素子
を印刷したグロープラグ有する欠点と、セラミック製の
発熱体中に耐熱金属をコイル状に成形した発熱素子を埋
設したグロープラグにおける発熱素子のコイルの傾斜角
と圧縮力の方向に関し、前記考案者の知見に鑑み得られ
たものである。
を印刷したグロープラグ有する欠点と、セラミック製の
発熱体中に耐熱金属をコイル状に成形した発熱素子を埋
設したグロープラグにおける発熱素子のコイルの傾斜角
と圧縮力の方向に関し、前記考案者の知見に鑑み得られ
たものである。
そして本考案の目的とするところは、前記セラミック製
グロープラグにおいて、熱応力を比較的生じなく、機械
的な強度が大きく、耐久性にすぐれたセラ、ミック製グ
陥−プラグを提供するものである。
グロープラグにおいて、熱応力を比較的生じなく、機械
的な強度が大きく、耐久性にすぐれたセラ、ミック製グ
陥−プラグを提供するものである。
〔考案の概要〕
前記目的を遠戚するための本考案は、セラミック材から
成る発熱体中に、耐熱金属線をコイル状に成形した発熱
素子を長手方向に沿って埋設し、しかも、このコイルの
１傾斜角ヨが焼成時の圧縮力の方向に直交する方向（あ
るいは面）に対して６０°以下であることを特徴とする
セラミック製グロープラグである。
成る発熱体中に、耐熱金属線をコイル状に成形した発熱
素子を長手方向に沿って埋設し、しかも、このコイルの
１傾斜角ヨが焼成時の圧縮力の方向に直交する方向（あ
るいは面）に対して６０°以下であることを特徴とする
セラミック製グロープラグである。
発熱素子は耐熱金属線をコイル状に成形したものである
ために、加圧焼成工程における圧縮力に対して各種の角
度を形成するが、便宜上、第５図のように圧縮力Ｐに直
交する線りと発熱素子７の中心線Ｃ付近のなす角度を１
傾斜角ヨと称する。
ために、加圧焼成工程における圧縮力に対して各種の角
度を形成するが、便宜上、第５図のように圧縮力Ｐに直
交する線りと発熱素子７の中心線Ｃ付近のなす角度を１
傾斜角ヨと称する。
なお、この傾斜角はネジについて言えば１リード角ヨに
相当するものである。
相当するものである。
次に図面を参照して本考案の実施例を説明する。
第１図において、グロープラグ１の本体２の先端には保
護チューブ３を介してセラミック製の発熱体４が固定さ
れている。
護チューブ３を介してセラミック製の発熱体４が固定さ
れている。
この発熱体４の内部には第２図に示すようにその後方に
２本の導通線５．６が発熱体４の長手方向に沿って併設
されており、その先端部５１．６１に発熱素子７の端部
が接続され、この発熱素子７は発熱体４の長手方向に沿
ってＵ字形に埋設されている。
２本の導通線５．６が発熱体４の長手方向に沿って併設
されており、その先端部５１．６１に発熱素子７の端部
が接続され、この発熱素子７は発熱体４の長手方向に沿
ってＵ字形に埋設されている。
この発熱素子７は、タングステン等の耐熱性に富む金属
材料からなる金属発熱線をコイル状に成形されたものを
発熱体４の先端部近傍に反転部分が位置するようにＵ字
状に埋設したものであり、第３図のように偏平な発熱体
４の両側に発熱素子７が配置されている。
材料からなる金属発熱線をコイル状に成形されたものを
発熱体４の先端部近傍に反転部分が位置するようにＵ字
状に埋設したものであり、第３図のように偏平な発熱体
４の両側に発熱素子７が配置されている。
前記導通線５，６はそのいずれか一方、例えば導通線５
はフレキシブルワイヤ８を介して中央電極棒９に連結さ
れ、図示しないバッテリのプラス側に連結されるもので
ある。
はフレキシブルワイヤ８を介して中央電極棒９に連結さ
れ、図示しないバッテリのプラス側に連結されるもので
ある。
他方の導通線６は本体２側に短絡されてアースされてい
る。
る。
前記したように、本考案者等の多くの実験によれば粉末
成形体１１中に埋設させる耐熱金属線をコイル状に成形
した発熱素子７の傾斜角ないしリード角は本考案におい
ては重要である。
成形体１１中に埋設させる耐熱金属線をコイル状に成形
した発熱素子７の傾斜角ないしリード角は本考案におい
ては重要である。
第４図は圧縮焼成法における発熱素子７の傾斜角αと圧
縮力Ｐとの関係を示すものであって、この傾斜角αが小
さい、即ちコイルが密であると耐熱成形押型１２の圧縮
力Ｐがこのコイル状の発熱素子７の内部に充分に到達せ
ず、従って、この発熱素子７の内部の粉末成形体１１ａ
が発熱素子７の外部の粉末成形体１１ｂに比較して疎な
状態となり、結局、焼結して得られた発熱体４は部分的
に密度が不均一となり、熱膨張が部分的に相違すると共
に、発熱素子７はセラミック材との結合力も弱いものと
なる。
縮力Ｐとの関係を示すものであって、この傾斜角αが小
さい、即ちコイルが密であると耐熱成形押型１２の圧縮
力Ｐがこのコイル状の発熱素子７の内部に充分に到達せ
ず、従って、この発熱素子７の内部の粉末成形体１１ａ
が発熱素子７の外部の粉末成形体１１ｂに比較して疎な
状態となり、結局、焼結して得られた発熱体４は部分的
に密度が不均一となり、熱膨張が部分的に相違すると共
に、発熱素子７はセラミック材との結合力も弱いものと
なる。
そして発熱素子７のコイルの傾斜角αを種々変更して焼
成されたグロープラグについてその強度、耐久性等を検
討した結果、特定な条件下において割れが著しく減少す
ることが確認されている。
成されたグロープラグについてその強度、耐久性等を検
討した結果、特定な条件下において割れが著しく減少す
ることが確認されている。
第５図はセラミック製の発熱体の抗折強度を示すグラフ
であって、発熱体の長手方向に平板状に耐熱金属線を配
設した試料−１（傾斜角０°）と金属線をコイル状に形
成し、その際の傾斜角αを６０°とした試料−２と、コ
イル状に形成し、傾斜角αを８０°とした試料−３とを
準備して抗折強度を測定したものである。
であって、発熱体の長手方向に平板状に耐熱金属線を配
設した試料−１（傾斜角０°）と金属線をコイル状に形
成し、その際の傾斜角αを６０°とした試料−２と、コ
イル状に形成し、傾斜角αを８０°とした試料−３とを
準備して抗折強度を測定したものである。
抗折強度は、偏平な発熱体の両端部分を支持し、中央部
に押圧力を作用させた、所謂３点曲げ強度試験を行なっ
たものである。
に押圧力を作用させた、所謂３点曲げ強度試験を行なっ
たものである。
第５図より明らかなように試料−３、試料−２、試料−
１の順に強度が増加している。
１の順に強度が増加している。
図において縦線Ｈより上方の部分はグロープラグとして
使用可能な部分であって、試料−３は抗折強度がグロー
プラグとして不充分なものがあるが、試料−１と２とは
抗折強度は４５ｋｇ／ｒｒｖｎであり、グロープラグと
して充分である。
使用可能な部分であって、試料−３は抗折強度がグロー
プラグとして不充分なものがあるが、試料−１と２とは
抗折強度は４５ｋｇ／ｒｒｖｎであり、グロープラグと
して充分である。
しかし、試料−１は前記したようにコイル状ではなく、
直線的を折り返しして配列した発熱素子を使用している
関係上、温度の偏りがあり、所定の温度分布を得ること
が困難である上に所定の発熱量を得ることが困難である
点において実際には使用できないものである。
直線的を折り返しして配列した発熱素子を使用している
関係上、温度の偏りがあり、所定の温度分布を得ること
が困難である上に所定の発熱量を得ることが困難である
点において実際には使用できないものである。
一方、傾斜角αが６００の試料−２は充分な抗折強度を
有する上に所定の温度分布及び発熱量を得ることが可能
であり、目的とするセラミック製グロープラグを得るこ
とができた。
有する上に所定の温度分布及び発熱量を得ることが可能
であり、目的とするセラミック製グロープラグを得るこ
とができた。
この第５図より明らかなように、傾斜角αが６００ある
いはそれ以下であれば目的とするグロープラグを得るこ
とが可能である。
いはそれ以下であれば目的とするグロープラグを得るこ
とが可能である。
前記したように構成された試料−２の発熱体４を装着し
たグロープラグ１をディーゼルエンジンの始動促進用と
して装着し、通電し急速加熱をした場合、発熱素子７が
前記のような傾斜角αのコイル状に形成されているため
に、発熱体４の内部がほぼ均一に加熱されることが実験
によって確認された。
たグロープラグ１をディーゼルエンジンの始動促進用と
して装着し、通電し急速加熱をした場合、発熱素子７が
前記のような傾斜角αのコイル状に形成されているため
に、発熱体４の内部がほぼ均一に加熱されることが実験
によって確認された。
従って、前記の従来のホットプラグのような不均一加熱
による熱応力の発生が防止され、発熱体４の破壊が避け
られるのである。
による熱応力の発生が防止され、発熱体４の破壊が避け
られるのである。
また、発熱素子７は傾斜角αが６０°以下となるように
コイル状に捲回されているので、圧縮焼成工程における
押圧力がコイルの内部にまで充分に到達し、発熱体４を
構成するセラミック材の密度が均一化され、従って、発
熱体４の強度が向上し、グロープラグの耐久性が増大す
る効果がある。
コイル状に捲回されているので、圧縮焼成工程における
押圧力がコイルの内部にまで充分に到達し、発熱体４を
構成するセラミック材の密度が均一化され、従って、発
熱体４の強度が向上し、グロープラグの耐久性が増大す
る効果がある。
以上のように本考案は、耐熱金属線をコイル状に形成し
た発熱素子７を圧縮焼成工程における圧縮力Ｐとの関係
において特定の１傾斜角ヨを採用することによって発熱
体４の急速加熱時の昇温特性の安定化が得られると共に
、セラミック材の密度の均一化による強度の向上により
耐久性、信頼性のあるセラミック製グロープラグが提供
できる。
た発熱素子７を圧縮焼成工程における圧縮力Ｐとの関係
において特定の１傾斜角ヨを採用することによって発熱
体４の急速加熱時の昇温特性の安定化が得られると共に
、セラミック材の密度の均一化による強度の向上により
耐久性、信頼性のあるセラミック製グロープラグが提供
できる。
第１図は本考案の実施例のセラミック製グロープラグを
示す側断面図、第２図は同グロープラグの発熱体の一部
拡大略示断面図、第３図は第２図におけるＡ−Ａ矢視透
視図、第４図は圧縮力の方向とコイル状発熱素子の傾斜
角αとの関係の説明図、第５図は傾斜角αと抗折強度と
の関係を示すグラフである。
示す側断面図、第２図は同グロープラグの発熱体の一部
拡大略示断面図、第３図は第２図におけるＡ−Ａ矢視透
視図、第４図は圧縮力の方向とコイル状発熱素子の傾斜
角αとの関係の説明図、第５図は傾斜角αと抗折強度と
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- セラミック材から成る発熱体中に、耐熱金属線をコイル
状に形成した発熱素子が埋設されており、そのコイルの
傾斜角が圧縮焼成時の圧縮力の方向に直交する方向に対
して６０’以下であることを特徴とするセラミック製グ
ロープラグ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980188940U JPS6030606Y2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | セラミツク製グロ−プラグ |
| DE19813151825 DE3151825A1 (de) | 1980-12-29 | 1981-12-29 | Keramik-gluehkerze |
| FR8124431A FR2497434B1 (fr) | 1980-12-29 | 1981-12-29 | Bougie de rechauffage en ceramique |
| GB8139100A GB2093114B (en) | 1980-12-29 | 1981-12-30 | Glow plugs |
| US06/574,637 US4525622A (en) | 1980-12-29 | 1984-01-30 | Ceramic glow plug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980188940U JPS6030606Y2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | セラミツク製グロ−プラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57114252U JPS57114252U (ja) | 1982-07-15 |
| JPS6030606Y2 true JPS6030606Y2 (ja) | 1985-09-13 |
Family
ID=16232558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980188940U Expired JPS6030606Y2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | セラミツク製グロ−プラグ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4525622A (ja) |
| JP (1) | JPS6030606Y2 (ja) |
| DE (1) | DE3151825A1 (ja) |
| FR (1) | FR2497434B1 (ja) |
| GB (1) | GB2093114B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE3335144A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Isuzu Motors Ltd., Tokyo | Einlassbrenner |
| US4502430A (en) * | 1982-11-08 | 1985-03-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater |
| US4499366A (en) * | 1982-11-25 | 1985-02-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Ceramic heater device |
| JPS59198690A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-10 | いすゞ自動車株式会社 | セラミツクヒ−タ−及びその製造方法 |
| DE3613748A1 (de) * | 1986-04-23 | 1987-10-29 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Gluehelement |
| US4759719A (en) * | 1986-09-22 | 1988-07-26 | Levenson Michael K | Teaching device for the demonstration of scientific principles |
| JPS63297914A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Jidosha Kiki Co Ltd | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
| KR0183533B1 (ko) * | 1997-03-03 | 1999-04-15 | 재단법인한국화학연구소 | 글로우 플러그용 세라믹 발열체 |
| US6177653B1 (en) * | 1999-08-18 | 2001-01-23 | Delphi Technologies, Inc. | Ion sensor bulb-shaped glow plug assembly |
| JP4441136B2 (ja) * | 2001-03-16 | 2010-03-31 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックグロープラグ及びそのシリンダヘッドへの取付け構造 |
| US20040009112A1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-15 | Advanced Composite Materials Corporation | Silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers and method for preparation thereof |
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