JPS63297917A - ディ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンの副燃焼室または燃焼室内
の予熱に使用するグロープラグに関し。

特に速熱型の機能を有し、かつ長時間のアフターグロー
化を達成し得る自己飽和性を有するセラミックヒータを
備えたディーゼルエンジン用グロープラグの改良に関す
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置し１通
電発熱により、吸気温度の上昇または着火源用として、
エンジンの始動性を向上させる方法を採用している。こ
の種のグロープラグとしては、従来金属製シース内に耐
熱絶縁粉末を充填し、鉄クロム、ニッケル等からなるコ
イル状発熱線を埋設した。いわゆるシース型と称するも
のが一般的である。またそれ以外にも特開昭５７−４１
５２３号公報等に示されるように、タングステン等によ
る発熱線を、絶縁性を有する窒化ケイ素等のセラミック
材中に埋設した棒状ヒータを使用したセラミックヒータ
型も知られている。このようなセラミックヒータ型は５
耐熱絶縁粉末およびシースを介して間接加熱するシース
型に比べ、熱伝達効率を向上させ得ると共に１発熱特性
の面でも優れ、加熱時に短時間で赤熱して温度立ち上り
特性を大幅に向上させ、速熱型の性能を有するため。

近年盛んに採用されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記セラミックヒータ型のグロープラグ
は２例えば窒化ケイ素のような絶縁性セラミック材の内
部に、タングステン等の金属製発熱線を埋設した構造で
あり、しかもこれら両部材間の熱膨張率が異なるため、
特に発熱時における急激な温度上昇とその繰り返し使用
とが、セラミックヒータの耐久性を減するおそれがある
。従って耐熱強度等の信軌性の面で問題があり、さらに
コスト高を招くという欠点があった。

上記問題点を解消するものとして１発熱線を絶縁性セラ
ミック材と略々間等の熱膨張率を有する導電性セラミッ
ク材で形成したセラミックヒータ構造が１例えば特開昭
６０−９０８５号公報や、同６０−１４７８４号公報等
により提案されている。しかしいずれもグロープラグと
して使用するには、構造上および機能面からも未だ問題
があり、実用化するには至っていない。

すなわち速熱型としての機能が不充分、成形加工が煩雑
、電極の取出し構造が複雑、アフターグロ一時間の長時
間化が困難等の問題点がある。

上記の問題点を解決するために１本出願人はＵ字状に形
成した導電性セラミック材からなるセラミックヒータを
中空状ホルダ内に接合保持したディーゼルエンジン用グ
ロープラグについての発明をすでに出願している（特願
昭６０−２９９３３８号、同６０−２９９３３９号、同
６１−２５６３５４号、同６１−２５６３５５号。

同６２−３２６４３号等）。これらの発明により上記従
来技術に存在する問題点を解決することができたが、ホ
ルダとセラミックヒータとの接合保持部分においては１
例えば５００ｖでＬＭΩ以上の絶縁耐力を要するのに対
して一部不充分のものがある。

また上記絶縁耐力を向上させるために絶縁層を厚く形成
すると９割れその他の不都合が発生し、若しくは絶縁層
の厚さ寸法にバラツキがあり、安定性が欠ける等、未だ
若干の改良を要する問題点がある。

本発明は上記の問題点を解決し、上記発明の完全化を図
り、信転性の高いディーゼルエンジン用グロープラグを
提案することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点解決のために１本発明においては。

Ａ、一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの先端
部にセラミックヒータを保持する。

Ｂ、このセラミックヒータをＵ字状発熱部とこのＵ字状
発熱部の両端部から後方に延設した一対のリード部とを
導電性セラミック材によって一体に構成する。

Ｃ０前記リード部外周面に絶縁性セラミック材からなる
絶縁管を設けて前記ホルダ内に接合保持する。

Ｄ、少なく番も前記一方のリード部後端部を金属導線を
介して前記ホルダ後端部に絶縁状態で保持した外部接続
端子と接続する。

という技術的手段を採用したのである。

〔実施例〕 第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図である。同
図において全体を符号１０で示すグロープラグの概略構
成を説明する。グロープラグ１０は、先端側が発熱体と
して機能する棒状のセラミックヒータ１１と、このセラ
ミックヒータ１１を先端において保持する略管状を呈す
る例えばステンレス鋼等の金属製のホルダ１２を有する
。ホルダ１２の外周にはねじ部１２ａを形成し、エンジ
ンのシリンダヘッド側のねじ穴（図示せず）と螺合し、
セラミックヒータ１１の先端を燃焼室若しくは副燃焼室
内に突出させた状態で保持する。ホルダ１２の後端部に
は第１および第２の外部接続端子１３．１４を２合成樹
脂その他の絶縁材料内に貫通埋設してなる端子組立体１
５を嵌込み支持すると共に、各端子１３．１４と前記セ
ラミックヒータ１１を構成するリード部２１．２２とは
。

例えばフレキシブルワイヤ等の金属導線１６゜１７およ
びターミナルキャップ２８．２９を介して接続する。

次に前記端子組立体１５は、その軸線上に配設し前記金
属導線１６と接続すべきロンド部１３ａをその内方端側
に有する第１の外部接続端子１３と、その周囲に所定間
隔を置いて配設しかつその内方端側の一部に延設したリ
ード片１４ａを前記金属導線１７と接続する筒状の第２
の外部接続端子１４と、上記両端子１３．１４問および
外周部４絶縁するように一体化する樹脂モールドによる
組立体本体１５ａを有すると共に２組立体本体１５ａの
外周には連結補強用の金属管１５ｂを嵌装する。そして
この金属管１５ｂをホルダ１２の後端部開口周縁部分に
おいて高加圧力を介してかしめ付け、軸線方向に沿って
座屈変形させることにより、その内側が樹脂製の組立体
本体１５ａ側に、外側がホルダ１２の内壁に強固に圧接
された状態となり、外力若しくは熱収縮による問題を解
消し得るように構成する。

更に１８ａ、１８ｂは各々絶縁リングおよびワッシャで
あり、ホルダ１２の後方に突出する第２の外部接続端子
１４に嵌装する。１８Ｃは絶縁部材であり、前記ワッシ
ャ１８ｂの外方端側において前記第１の外部接続端子１
３側に嵌装する。また１８ｄ、１８ｅは各々スプリング
ワッシャおよび締付用ナツトであり、前記第１の外部接
続端子１３の外方端側に形成したねじ部に嵌装および螺
合する。そして前記ワッシャ１８ｂと絶縁部材１８ｃと
の間、および絶縁部材ｔａＣとスプリングワッシャ１８
ｄとの間に各々バッテリからのリード線（図示せず）を
介装挟持することにより。

前記各外部接続端子１３．１４をバッテリと電気的に接
続する。１６ａ、Ｌ７ａは各々前記金属導線１６．１７
に被覆したチューブ等の絶縁部材である。

セラミックヒータ１１は１例えば導電性サイアロン粉末
を熱可塑性樹脂等と混練し、所定のキャビティを有する
金型中に射出成形し、この成形体を焼成して形成するか
、若しくは予め棒状に成形した素材を放電加工や切削加
工によって所定の形状に成形することができる。そして
発熱部２０はリード部２１．２２よりも肉厚が薄くなる
よう小径に形成すると共に、セラミックヒータ１１の中
曵部乙こは　発弧部２０からリード部２１．２２間にか
けて長手方向にスリット２５を形成する。

なお３０は密閉用シートであり、ゴム、アスベスト等か
らなり、ホルダ１２の後端部開口部分で第１および第２
の外部接続端子１３．１４を有する端子組立体１５の外
方端側に介装させて３この部分を機械的にシールする構
成とする。

第２図は第１図におけるセラミックヒータ１１とホルダ
１２との接合部の拡大縦断面図であり。

同一部分は前記第１図と同一の参照符号で示す。

第２図において２３は絶縁管であり、絶縁性セラミック
材により肉厚を０．５〜１ｍｎ＋に形成し、接合用のろ
う材（図示せず）を介してリード部２１゜２２の外周面
に固着し、更にホルダ１２と接合する。なお絶縁管２３
を構成するセラミック材としては、セラミックヒータ１
１を構成するセラミック材と熱膨張係数を近似させると
好ましい。セラミックヒータ１１を構成するセラミック
材を例えばＳ　ｉ＆−ｍ　Ａ　１２　ｚ　Ｏｚ　Ｎ　ｓ
−ｚで示されるβ型サイアロンのＺが０を越え１未満の
組成物に対し、２０ｖｏ１．％を越え５０νｏ１．５未
満のＴ　ｉ　Ｎを添加してなる導電性サイアロン焼結体
で構成した場合に。

絶縁管２３を構成するセラミック材として上記組成物に
対し５〜１５νｏｆ、％のＴｉＮを添加してなる絶縁性
サイアロン焼結体で構成すると１両者の熱膨張係数を極
めて近似させることができる。また固着若しくは接合用
のろう材としては１例えばＪＩＳ　　Ｚ　　３２６３に
規定するＢＡ８ＰＣを使用することができる。なお上記
接合用のろう材若しくは接合材が導電性を有する場合に
は、絶縁管２３の内外周面を電気的に完全に遮断するよ
うに接合する必要がある。なお２４は絶縁シートであり
、上記絶縁管２３と同様に絶縁性セラミック材によって
形成し、セラミックヒータ１１の少なくともホルダ１２
先端部に対応する部分のリード部２１．２２間に、それ
らと一体に接合させる。このように構成することにより
、スリット２５をホルダ１２の先端部で閉塞密閉し、エ
ンジンの燃焼圧の外部漏洩を防止できるのである。また
上記の構成により、セラミックヒータ１１のホルダ１２
に保持される後端部分の機械的強度を向上させ得る。

以上のようにしてセラミックヒータ１１全体を５＋ｌ麟
φＸ５０ｍｍ、発熱部２０を３ＩＩＩｌφ×１Ｏ１ｌＩ
−に形成してグロープラグｌＯとして組立てて実験した
ところ、８００℃到達時間３．５秒、飽和温度をその許
容範囲１２００℃以下とした上で約１ｉｏｏ℃とし得る
性能を確認した。

なお絶縁管２３と絶縁シート２４とを一体的に形成して
もよく１組立作業を容易にする利点がある。また本発明
は前記実施例の構造に限定されず。

各部の形状、構造等を適宜変形１変更することは自由で
あり２例えばセラミックヒータ１１は横断面円形以外に
、矩形、正方形、多角形、楕円等の形状としても作用は
同一である。

〔発明の効果〕

本発明のディーゼルエンジン用グロープラグは。

以上記述のような構成であるから、下記の効果を奏する
ことができる。

（１１筒車な構造であるにも拘らず１発熱部がヒータ外
周面に露出しているから、従来型に比べて迅速かつ確実
な先端赤熱化を達成し、速熱型としての機能を発揮でき
る。

（２）発熱部およびリード部を形成する導電性セラミッ
クスを同一材料で形成するため、ヒータ発熱時における
急激な温度上昇によってもワレ等の事故を発生せず、耐
熱強度等の信顛性を確保し得る。

（３）　　先端発熱部の熱容量が小さいため自己温度飽
和性を有し、その結果エンジンの排気、騒音対策として
の長時間のアフターグローが容易となる。

（４）全体の構造が簡単であるため、成形加工９組立が
容易であり、生産性が極めて高い。

（５）前記リード部の外周面に絶縁性セラミック材から
なる絶縁管を固着しであるため、絶縁耐力が大であると
共に、従来のものにおける厚さ寸法のバラツキを解消し
、安定性を増大するから。

信鎖性を飛躍的に向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図。 第２図は第１図におけるセラミックヒータとホルダとの
接合部の拡大縦断面図である。 ｌｌ：セラミックヒーク、１２：ホルダ。 ２０：発熱部、２１，２２：リード部、２３：絶縁管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの
   先端部にセラミックヒータを保持し、このセラミックヒ
   ータをＵ字状発熱部とこのＵ字状発熱部の両端部から後
   方に延設した一対のリード部とを導電性セラミック材に
   よって一体に構成し、前記リード部外周面に絶縁性セラ
   ミック材からなる絶縁管を設けて前記ホルダ内に接合保
   持すると共に、少なくとも前記一方のリード部後端部を
   金属導線を介して前記ホルダ後端部に絶縁状態で保持し
   た外部接続端子と接続した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）　セラミックヒータを構成するＵ字状発熱部の肉
   厚寸法をリード部の肉厚寸法より小さく形成した特許請
   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）　セラミックヒータの少なくともホルダ先端部に
   対応する部分の一対のリード部間に、燃焼圧をシールす
   る絶縁シートを一体的に介装した特許請求の範囲第１項
   若しくは第２項記載のディーゼルエンジン用グロープラ
   グ。
4. （４）　絶縁管と絶縁シートとを一体的に形成した特許
   請求の範囲第３項記載のディーゼルエンジン用グロープ
   ラグ。