| 【発明の名称】 |
自己電流制御型グロープラグ |
| 【発明者】 |
【氏名】岡田 充
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| 【要約】 |
【課題】本発明は，セラミックヒータの昇温，最高温度の保持，及びＰＴＣサーミスタの電流制御を向上させた自己電流制御型グロープラグを提供する。
【解決手段】この自己電流制御形グロープラグは，発熱部１０と制御部１１から成る導電性発熱体３を内包したセラミックヒータ２０と，セラミックヒータ２０に直列に接続されたＰＴＣサーミスタ５とを有し，発熱部１０の抵抗Ａと熱容量ａ，制御部１１の抵抗Ｂと熱容量ｂ及びＰＴＣサーミスタ５の抵抗Ｃが次の式を満足するように適正化されている。式：１．２＜ａ／Ａ＜３．０，式：２．０＜ｂ／Ｂ＜４．５，式：０．３＜（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×１２／Ｖ＜０．８，及び式：０．１＜Ｃ／（Ａ＋Ｂ）＜１．０。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 導電性発熱体を内包したセラミックヒータと，前記導電性発熱体に直列に接続され且つ所定の温度以上で抵抗値が増加して前記導電性発熱体への電流を減少させるＰＴＣサーミスタとを有する自己電流制御型グロープラグにおいて，前記導電性発熱体が発熱部と該発熱部に直列に接続された制御部から構成され，前記発熱部の抵抗をＡ及び熱容量をａ，前記制御部の抵抗をＢ及び熱容量をｂ，前記ＰＴＣサーミスタの抵抗をＣ，及び前記ＰＴＣサーミスタに接続される電源の電圧をＶとすると，Ａ，ａ，Ｂ，ｂ，Ｃ及びＶが下記の関係式（１）（２）（３）及び（４）を満足することを特徴とする自己電流制御型グロープラグ。
１．２＜ａ／Ａ＜３．０ ．．．．（１）
２．０＜ｂ／Ｂ＜４．５ ．．．．（２）
０．３＜（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×１２／Ｖ＜０．８ ．．．．（３）
０．１＜Ｃ／（Ａ＋Ｂ）＜１．０ ．．．．（４）
【請求項２】 前記ＰＴＣサーミスタのキュリー温度が４０〜１２０℃であることを特徴とする請求項１に記載の自己電流制御型グロープラグ。
【請求項３】 前記導電性発熱体はタングステン及びその合金から成るコイルから形成されており，前記コイルが前記セラミックヒータを構成する耐熱性セラミック製パイプ内に未焼結性セラミックスにより埋没されていると共に，前記パイプの端部が封止部材で密封されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自己電流制御型グロープラグ。
【請求項４】 前記ＰＴＣサーミスタ５は，前記パイプに接合された保護パイプに充填された絶縁性樹脂部材内に埋設されていることを特徴とする請求項３に記載の自己電流制御型グロープラグ。
【請求項５】 前記発熱部と前記制御部とは，前記導電性発熱体を構成するコイルのピッチで決定されており，前記発熱部を構成する前記コイルのピッチが０．５ｍｍを越えず，前記制御部を構成する前記コイルのピッチが１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自己電流制御型グロープラグ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，ディーゼルエンジン等に使用される自己電流制御型グロープラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，ディーゼルエンジンの始動補助装置として，自己電流制御型グロープラグが知られている。従来の自己電流制御型グロープラグは，タングステン等の材料から成る発熱線をＳｉ3 Ｎ4 のセラミックス中に埋設した棒状セラミック部材を用い，ヒータとして熱伝達率を向上させ，発熱線への通電電力を自己制御して棒状セラミック部材の発熱特性を改善し，ヒータ部分での過熱を防止する構成を有している。自己電流制御型グロープラグは，発熱線よりも正の抵抗温度係数の大きな材料で形成したシース型抵抗体を通電電力要素としてグロープラグ内で発熱線と直列接続するようにした二種類の材料によるものであり，シース型抵抗体として，ＰＴＣサーミスタ（positive temperature coefficient thermistor)を用いたものが知られている（例えば，特開昭６２−１７５２０号公報参照）。
【０００３】また，特開平９−２７３７５２号公報には，図５に示すような自己電流制御型グロープラグが開示されている。該自己電流制御型グロープラグは，絶縁部材４３を介在してプラス側電極端子４２を中空部３９に取り付けた中空状プラグ本体３１，プラグ本体３１から突出して固定されたセラミックス製パイプ３２，ヒータ線３３から成るヒータコイル５３とリード線３８，ヒータコイル５３に一体に延びるリード線３８と電極端子４２とを接続するＰＴＣサーミスタ３５，パイプ３２の端部側内部に充填されたセラミック充填部材３６，及びＰＴＣサーミスタ３５とリード線３８が位置するプラグ本体３１の中空部３９に形成された空気層から成る遮熱層３７から構成されている。プラグ本体３１と電極端子４２とは，絶縁部材４３によって電気絶縁性が確保されている。セラミックヒータ３４は，その先端側がプラグ本体３１から突出したパイプ３２内にセラミック充填部材３６が充填された構造に構成されている。プラグ本体３１は，エンジンのシリンダヘッドに取り付けるため，外周面にねじ４１が形成されている。電極端子４２には，位置決めナット４４が螺入され，電極端子４２はプラグ本体３１に対して位置決め固定される。
【０００４】上記自己電流制御型グロープラグでは，ヒータコイル５３は，端部がリード線３８に接続され，ヒータ線３３におけるリード線３８のプラス側端部５４がＰＴＣサーミスタ３５の一端にコネクタ部４８を介して接続され，ＰＴＣサーミスタ３５の他端はプラス側電極端子４２にコネクタ部４８を介して接続されている。ヒータ線３３の他端のアース側端部４０がプラグ本体３１に連結されてアースされている。また，プラグ本体３１内にＰＴＣサーミスタ３５が配置され，ＰＴＣサーミスタ３５の外側が空気層３７で覆うように構成され，空気層３７に面するプラグ本体３１の中空部３９の壁面に鏡面５１が設けられている。熱伝導性の接続部材５０がＰＴＣサーミスタ３５とセラミックヒータ３４を構成するセラミック充填部材３６との間に介在されている。
【０００５】また，図６に示すような自己電流制御型グロープラグが知られている。該自己電流制御型グロープラグは，中空状プラグ本体６１内にプラス側電極端子７３が絶縁部材６８を介して配設され，電極端子７３はナット７０によってプラグ本体６１内に電極端子７３を押し込むように固定されている。プラグ本体６１は，外面に設けたねじ７４によって燃焼室に臨むようにシリンダヘッドに取り付けられる。発熱部のセラミックヒータ６４はその先端側がプラグ本体６１から突出させると共にその基端側がプラグ本体６１の先端側に取り付けられている。発熱線を構成するヒータコイル６３がパイプ６２に充填されたセラミック充填部材６６に埋設されている。ヒータコイル６３と電極端子７３は，発熱線よりも正の抵抗温度係数の大きな材料から成るＰＴＣサーミスタ６５によって直列に接続されている。プラグ本体６１内の中空部６９には，ＰＴＣサーミスタ６５を覆う状態でセラミック部材６７が充填されている（例えば，特開平７−１６７４３３号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，自己電流制御型グロープラグにおいて，セラミックヒータの迅速な昇温，セラミックヒータの最高温度での保持，加熱後の電流減少のための具体的な制御方法に関する対策が考慮されていないのが現状である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記の課題を解決するため，セラミックヒータを構成する導電性発熱体とＰＴＣサーミスタを直列に接続し，導電性発熱体を発熱部と制御部とに分割し，発熱部，制御部及びＰＴＣサーミスタの抵抗値，それらの抵抗値の合計値，並びに導電性発熱体の熱容量を最適化することによって，セラミックヒータの迅速な昇温，最高温度の安定した保持，アフタグロー後の電流の遮断を可能にして自己電流制御型グロープラグを提供することである。
【０００８】この発明は，導電性発熱体を内包したセラミックヒータと，前記導電性発熱体に直列に接続され且つ所定の温度以上で抵抗値が増加して前記導電性発熱体への電流を減少させるＰＴＣサーミスタとを有する自己電流制御型グロープラグにおいて，前記導電性発熱体が発熱部と該発熱部に直列に接続された制御部から構成され，前記発熱部の抵抗をＡ及び熱容量をａ，前記制御部の抵抗をＢ及び熱容量をｂ，前記ＰＴＣサーミスタの抵抗をＣ，及び前記ＰＴＣサーミスタに接続される電源の電圧をＶとすると，Ａ，ａ，Ｂ，ｂ，Ｃ及びＶが下記の関係式（１）（２）（３）及び（４）を満足することを特徴とする自己電流制御型グロープラグに関する。
１．２＜ａ／Ａ＜３．０ ．．．．（１）
２．０＜ｂ／Ｂ＜４．５ ．．．．（２）
０．３＜（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×１２／Ｖ＜０．８ ．．．．（３）
０．１＜Ｃ／（Ａ＋Ｂ）＜１．０ ．．．．（４）
【０００９】また，この自己電流制御型グロープラグにおいて，前記ＰＴＣサーミスタのキュリー温度が４０〜１２０℃である。
【００１０】この自己電流制御型グロープラグにおいて，前記導電性発熱体はタングステン及びその合金から成るコイルから形成されており，前記コイルが前記セラミックヒータを構成する耐熱性セラミック製パイプ内に未焼結性セラミックスにより埋没されていると共に，前記パイプの端部が封止部材で密封されている。更に，前記ＰＴＣサーミスタ５は，前記パイプに接合された保護パイプに充填された絶縁性樹脂部材内に埋設されている。
【００１１】更に，前記発熱部と前記制御部とは，前記導電性発熱体を構成するコイルのピッチで決定されており，前記発熱部を構成する前記コイルのピッチが０．５ｍｍを越えず，前記制御部を構成する前記コイルのピッチが１ｍｍ以上に設定されているものである。
【００１２】この自己電流制御型グロープラグは，上記のように構成したので，エンジン始動時等に，セラミックヒータが速やかに昇温し，エンジンが暖まるまで，最高温度を保持でき，エンジンが暖まった後はＰＴＣサーミスタを作動して電流を制御し，消費電力を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明による自己電流制御型グロープラグの実施例を説明する。図１はこの発明による自己電流制御型グロープラグの一実施例を示す断面図，図２は抵抗値と８００℃までの到達時間との関係を示すグラフ，図３はセラミックヒータの熱容量と抵抗値と発熱部の最高温度との関係を示すグラフ，及び図４はセラミックヒータ及びＰＴＣサーミスタの抵抗配分と，発熱部の最高温度及びアフタグロー時間との関係を示すグラフである。
【００１４】この自己電流制御型グロープラグは，主として，絶縁部材を介在してプラス側電極端子（電極ねじ）１２の一端を中空部９，２９内に配置した金属等の材料から成る保護パイプ１，保護パイプ１から先端側を突出させて保護パイプ１に固定されたセラミックヒータ２０を構成するセラミック製ヒータパイプ２，ヒータパイプ２に内蔵されたタングステン線等から成る導電性発熱体３，導電性発熱体３とプラス側電極端子１２とに対してリード線８，２２を通じて直列に接続されたＰＴＣサーミスタ５，ヒータパイプ２の内部に充填された未焼結性セラミックスから成るセラミック充填部材４，ＰＴＣサーミスタ５が位置する保護パイプ１の大径の中空部９内に充填された絶縁性樹脂部材７，及びヒータパイプ２内にセラミック充填部材４を充填してヒータパイプ２の開放端部２４を封止する封止部材６から構成されている。発熱領域となるセラミックヒータ２０を構成するヒータパイプ２は，その先端部が閉鎖端部２３に形成され，他端が封止部材６で封止された開放端部２４に形成されている。
【００１５】ヒータパイプ２を保護パイプ１に接続するには，ヒータパイプ２の外周面１５をメタライジングして保護パイプ１の小径の中空部２９の内周面１７に嵌合して接合すれば，ヒータパイプ２と保護パイプ１とは極めて強固に接合できる。ＰＴＣサーミスタ５の一方の接合部１６は，導電性発熱体３の発熱部１０にリード線８を通じて直列に接続されている。ＰＴＣサーミスタ５の他方の接合部１８は，プラス側電極端子１２にリード線２２を通じて直列に接続されている。また，導電性発熱体３の制御部１１のマイナス側端子は，リード線１９を通じて保護パイプ１の大径の中空部９の内周面１３に電気的にアース状態に接続され，保護パイプ１がアース側端子２１を構成している。
【００１６】ヒータパイプ２は，その先端側を保護パイプ１から突出した状態に保護パイプ１に取り付けられている。ヒータパイプ２内には，ヒータ線である導電性発熱体３，及び導電性発熱体３が埋め込まれたセラミック充填部材４が配設されている。この自己電流制御型グロープラグにおいて，導電性発熱体３，リード線８，ＰＴＣサーミスタ５，リード線２２及びプラス側電極端子１２は，保護パイプ１に対して絶縁性樹脂部材７によって確実に電気絶縁性が確保されている。保護パイプ１は，耐熱合金等の金属から作製され，ヒータパイプ２側が燃焼室に臨むようにシリンダヘッド等のエンジン本体に外周面に設けられたねじ等により取り付けてセットされる。
【００１７】ＰＴＣサーミスタ５は，そのキュリー温度が４０〜１２０℃であり，所定の温度以上で抵抗値が増加して導電性発熱体３への電流を減少させる機能を有する。導電性発熱体３は，発熱部１０と，発熱部１０と連続した制御部１１とから構成されている。導電性発熱体３は，タングステン又はその合金から成るコイル線から構成されている。導電性発熱体３は，耐熱性セラミック製ヒータパイプ２内に，未焼結性セラミックスから成るセラミック充填部材４により埋没されると共に，ヒータパイプ２の端部が封止材６で封止されている。導電性発熱体３を構成する発熱部１０と制御部１１とは，コイルのピッチ差で互いに決定され，区別されているものである。即ち，発熱部１０となるコイルのピッチは，０．５ｍｍを越えず，また，制御部１１となるコイルのピッチは，１ｍｍ以上に形成されている。また，ヒータパイプ２内への導電性発熱体３の取付けは，例えば，ヒータパイプ２の先端部に発熱部１０のコイルをヒータパイプ２の内周面１４に内接した状態に配置して発熱部１０からヒータパイプ２への熱伝導を良好に構成する。また，ヒータパイプ２の中間部に制御部１１のコイルをヒータパイプ２の内周面１４に隔置した状態に配置することができる。
【００１８】ヒータパイプ２内に充填されたセラミック充填部材４は，反応焼結セラミックス等に転化する熱伝導性の良好な未焼結セラミックスから成る。ヒータパイプ２は，例えば，Ｓｉ3 Ｎ4 のセラミックスから形成され，また，セラミック充填部材４は，Ｓｉ3 Ｎ4 とＴｉＯ2 或いはＳｉ3 Ｎ4 ，ＴｉＯ2 及びＴｉＮから成るセラミック材料から成る未焼結セラミックスから構成されている。
【００１９】この自己電流制御型グロープラグは，特に，発熱部１０の抵抗（Ω）をＡ，発熱部１０の熱容量（ジュール／℃）をａ，制御部１１の抵抗（Ω）をＢ，制御部１１の熱容量（ジュール／℃）をｂ，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗（Ω）をＣ，及びＰＴＣサーミスタ５に接続される電源の電圧をＶとすると，Ａ，ａ，Ｂ，ｂ，Ｃ及びＶが下記の関係式（１）（２）（３）及び（４）を満足するものである。
１．２＜ａ／Ａ＜３．０ ．．．．（１）
２．０＜ｂ／Ｂ＜４．５ ．．．．（２）
０．３＜（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×１２／Ｖ＜０．８ ．．．．（３）
０．１＜Ｃ／（Ａ＋Ｂ）＜１．０ ．．．．（４）
【００２０】この自己電流制御型グロープラグにおいて，絶縁性樹脂部材７は，１２０℃以上の耐熱温度を有する樹脂材料で構成されると，破損することなく，十分に耐久性を確保できる。また，絶縁性樹脂部材７は，１０8 Ωｃｍ程度の絶縁体に構成され，ＰＴＣサーミスタ５と保護パイプ１との電気絶縁性を確保している。絶縁性樹脂部材７は，耐熱性エポキシ樹脂層の連続構造であり，保護パイプ１とＰＴＣサーミスタ５とに十分に密着させることができ，ＰＴＣサーミスタ５を保護パイプ１内に密封状態に配置することができる。
【００２１】この自己電流制御型グロープラグにおいて，ＰＴＣサーミスタ５の両端の接合部は，ＰＴＣサーミスタ５に接合したニッケル板及び銀ペーストから成る接合材から成る。従って，ＰＴＣサーミスタ５とリード線８との接触抵抗を減じることができ，両者が安定して接合される。しかも，ＰＴＣサーミスタ５とリード線８と接合部の周りには，エポキシ系銀ペーストで覆い，更にこれを耐熱性エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂部材７で封止して接合部を一層安定化させている。
【００２２】また，電極端子１２は，ねじ付き構造であり，電極端子１２を電源に接続された接続端子（図示せず）に接続する場合にボルト締め付けを行うが，その締め付け応力がＰＴＣサーミスタ５の結合部に悪影響をしないように，ＰＴＣサーミスタ５と電極端子１２との間には，リード線２２が設けられている。また，ＰＴＣサーミスタ５は，上記のように，所定温度以上で抵抗値が増加して導電性発熱体３への電流を減少させる正の抵抗温度係数を持つ部材を積層した積層体から構成され，例えば，半導体化したＢａＴｉＯ3 のバルク焼結体から構成され，バルク焼結体が複数層に積層した構造に構成されている。
【００２３】この実施例では，ＰＴＣサーミスタ５としては，例えば，厚さが０．３〜１．０ｍｍの素子を積層したものを使用している。ＰＴＣサーミスタ５の初期抵抗値は，製造可能で電流値に大きく影響しない室温抵抗値として，上記の抵抗範囲に限定されている。また，ＰＴＣサーミスタ５のキュリー温度は，アフタグロー時間を十分に長くし，且つアフタグロー後の電流を遮断することが可能な４０〜１２０℃の範囲に設定されている。
【００２４】この自己電流制御型グロープラグは，特に，上記のように，導電性発熱体３を内蔵したセラミックヒータ２０とＰＴＣサーミスタ５とが直列に接続されているので，室温で通電直後は，電圧が各々の抵抗比に配分されるので，ＰＴＣサーミスタ５が急激に発熱する。次いで，時間が経過してセラミックヒータ２０の温度が上昇すると，導電性発熱体３の抵抗は抵抗温度係数に従って増大し，一方，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗がキュリー温度に到達するまではほとんど変化しないので，電源からの電圧は発熱部１０に大きくかかってセラミックヒータ２０は更に加熱されて飽和点に至るまで温度が上昇する。一方，ＰＴＣサーミスタ５の発熱は抑えられ，ＰＴＣサーミスタ５の温度がキュリー温度に到達するまで緩やかに上昇する。ここで，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗が一定で，セラミックヒータ２０の最高温度が安定して保たれている時間を，アフターグロー時間とみなすことができる。この時，セラミックヒータ２０（ラッシュ部）の抵抗配分が大であり，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗が小であるので，ＰＴＣサーミスタ５の発熱が抑えられ，アフターグロー時間が長くなる。その後，ＰＴＣサーミスタ５の温度がキュリー温度に到達して，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗が急激に増大すると，電流は遮断されてセラミックヒータ２０への通電が絶たれ，セラミックヒータ２０の温度が下がることになる。
【００２５】この自己電流制御型グロープラグは，上記のことから，発熱部１０の抵抗（Ω）をＡ及び熱容量（Ｊ／℃）をａ，制御部１１の抵抗（Ω）をＢ及び熱容量（Ｊ／℃）をｂ，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗（Ω）をＣ，及びＰＴＣサーミスタに接続される電源の電圧をＶとした場合に，発熱部１０と制御部１１との抵抗と熱容量との比，導電性発熱体３とＰＴＣサーミスタ５との抵抗比，及び導電性発熱体３とＰＴＣサーミスタ５の全体の抵抗を最適化することによって，セラミックヒータ２０の昇温特性を良好にし，十分なアフターグロー時間を持つように構成することができた。また，ＰＴＣサーミスタ５のキュリー温度が高くなると，アフターグロー時間が長く，アフターグロー後の電流値が大きくなる。従って，キュリー温度は，４０℃〜１２０℃であることが適当である。
【００２６】図２には，この自己電流制御型グロープラグについて，電源電圧として２４Ｖ，１６Ｖ，１２Ｖ及び１１Ｖを使用した場合に，各抵抗Ａ，Ｂ及びＣに対するセラミックヒータ２０が８００℃まで昇温した時間（秒）を測定した結果が示されている。図２では，発熱部１０の抵抗（Ａ），制御部１１の抵抗（Ｂ）及びＰＴＣサーミスタ５の抵抗（Ｃ）の合計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に，１２ボルトを基準にして使用した電源電圧（Ｖ）の比（１２／Ｖ）を乗じた値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×（１２／Ｖ）を横軸にとり，また，セラミックヒータ２０が８００℃に到達した時間（秒）を縦軸にとっている。図２から分かるように，この自己電流制御型グロープラグは，セラミックヒータ２０が１．３秒〜６秒で８００℃に上昇する程度であれば実用に適しており，その範囲は各抵抗（Ω）が上記の関係式（３）を満足するものである。即ち，０．３＜（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×１２／Ｖ＜０．８であった。
【００２７】図３には，この自己電流制御型グロープラグについて，電源電圧として１２Ｖを使用し，各抵抗の上記関係式（３）：（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×１２／Ｖ＝０．７（Ω）とした場合に，発熱部１０の抵抗（Ａ）と熱容量（ａ）の比（ａ／Ａ，単位：Ｊ／℃×Ω）に対して，制御部１１の抵抗（Ｂ）と熱容量（ｂ）の比（ｂ／Ｂ，単位：Ｊ／℃×Ω）がｂ／Ｂ＝５．０，ｂ／Ｂ＝４．０，ｂ／Ｂ＝３．０及びｂ／Ｂ＝２．０の時の発熱部１０の最高温度（℃）を測定したテスト結果が示されている。図３から分かるように，この自己電流制御型グロープラグは，発熱部１０の最高温度が１０５０℃〜１１９０℃程度になる適正な条件は，上記関係式（１）及び（２）を満足するものである。即ち，１．２＜ａ／Ａ＜３．０であり，２．０＜ｂ／Ｂ＜４．５である。
【００２８】図４には，この自己電流制御型グロープラグについて，電源電圧として１２Ｖを使用し，発熱部１０の熱容量と抵抗との関係式（１）：ａ／Ａ＝１．７，制御部１１の熱容量と抵抗との関係式（２）：ｂ／Ｂ＝３．０とした場合に，発熱部１０の最高温度が１０５０℃〜１１９０℃程度で，アフターグロー時間が０．７分〜２分程度になる適正な条件が，ＰＴＣサーミスタ５の抵抗（Ｃ）に対する発熱部１０の抵抗（Ａ）と制御部１１の抵抗（Ｂ）と合計の抵抗の比〔Ｃ／（Ａ＋Ｂ）〕で示されている。図４から分かるように，この自己電流制御型グロープラグは，発熱部１０の最高温度が１０５０℃〜１１９０℃程度で，アフターグロー時間が０．７分〜２分程度になる適正な条件は，上記関係式（４）を満足するものである。即ち，０．１＜Ｃ／（Ａ＋Ｂ）＜１．０である。
【００２９】この自己電流制御型グロープラグは，上記のように構成されているので，次のように作用する。即ち，この自己電流制御型グロープラグでは，バッテリから供給される電流はプラス側電極端子１２，ＰＴＣサーミスタ５を通じて導電性発熱体３に供給される。ＰＴＣサーミスタ５は中空部９内に絶縁性樹脂部材７によって電気絶縁状態に配置され，導電性発熱体３の発熱部１０はヒータパイプ２の内壁面１４に接触しているので，発熱部１０の発熱によって加熱されて昇温する。導電性発熱体３，その先端側を，例えば，ディーゼルエンジンの燃焼室に臨むように配置されて始動補助装置として機能することができる。ここで，ヒータパイプ２内の導電性発熱体３の発熱部１０で発生する熱は，ヒータパイプ２を通じて放熱し，同時に，制御部材１１とＰＴＣサーミスタ５に伝わるが，制御部材１１の熱は未焼結セラミックス４の存在で放熱されずに，また，ＰＴＣサーミスタ５の熱は絶縁性樹脂部材７の存在で放熱されずに，ＰＴＣサーミスタ５は高温になる。
【００３０】ＰＴＣサーミスタ５が高温になれば，ＰＴＣサーミスタ５は，電流制御機能を果たし，その抵抗が上昇して大きくなり，導電性発熱体３に流れる電流は抑制されて小さくなり，導電性発熱体３の発熱部１０の発熱量が自己制御される。また，ＰＴＣサーミスタ５の温度が下がれば，再び導電性発熱体３に電流が流れて発熱部１０によって加熱されるので，従って，導電性発熱体３は常に最適発熱量に維持され，燃焼室での始動補助として良好に機能する。従って，ＰＴＣサーミスタ５は，あたかも従来用いていたタイマや電流遮断用コントローラの機能を果たすので，従来の自己電流制御型グロープラグが必要としていたタイマやコントローラを必要とせず，部品点数を低減できる。
【００３１】
【発明の効果】この発明による自己電流制御型グロープラグは，上記のように構成されているので，セラミックヒータの迅速な昇温，最高温度での保持，加熱後の電流の減少を最適状態で制御することができ，エンジン始動時にセラミックヒータが速やかに昇温し，エンジンが暖まるまで最高温度を保持でき，エンジンが暖まった後にはＰＴＣサーミスタが機能して電流が制御されることになる。また，保護パイプとＰＴＣサーミスタとの絶縁性を，前記保護パイプ内に充填された絶縁性樹脂部材によって確保でき，また，ＰＴＣサーミスタを保護パイプ内に安定して固定することができる。この自己電流制御型グロープラグは，上記のように，エンジンが順調に運転されて燃焼室からの燃焼熱或いはコイルで発生する熱がＰＴＣサーミスタに伝達されると，更にＰＴＣサーミスタ自体が発するジュール熱によってＰＴＣサーミスタが所定温度以上に温度上昇し，ＰＴＣサーミスタの抵抗値が急激に大きくなり，セラミックヒータへの電流を遮断する。また，この自己電流制御型グロープラグをディーゼルエンジンの始動補助装置として適用した場合に，自己電流制御型グロープラグを遮断するためのタイマ，コントローラ等を必要とせず，バッテリ等の電力を無駄に消費しない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１２５９３４
【氏名又は名称】株式会社いすゞセラミックス研究所
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月２０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】尾仲 一宗 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０４１５０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１２３８６７ |
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