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JPH1089226A - Glow plug - Google Patents

Glow plug

Info

Publication number
JPH1089226A
JPH1089226A JP26367696A JP26367696A JPH1089226A JP H1089226 A JPH1089226 A JP H1089226A JP 26367696 A JP26367696 A JP 26367696A JP 26367696 A JP26367696 A JP 26367696A JP H1089226 A JPH1089226 A JP H1089226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glow plug
ion
heating element
current
electrode
Prior art date
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Granted
Application number
JP26367696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3785698B2 (en
Inventor
Yasuyuki Sato
保幸 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP26367696A priority Critical patent/JP3785698B2/en
Priority to US08/973,799 priority patent/US6483079B2/en
Priority to PCT/JP1997/001254 priority patent/WO1997038223A1/en
Priority to EP97915709A priority patent/EP0834652B1/en
Publication of JPH1089226A publication Critical patent/JPH1089226A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3785698B2 publication Critical patent/JP3785698B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/002Glowing plugs for internal-combustion engines with sensing means

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glow plug to prevent the occurrence of a problem on adhesion of carbon, detect an ion current with high precision, prevent the occurrence of damage, such as a crack, be excellent in durability, and facilitate manufacture. SOLUTION: In a glow plug 1 comprising a housing; and a body 10 supported in the housing, the body 10 comprises an insulating body 11; an energization heat generating body 2, arranged at the internal part of the insulating body 11; a pair of lead wires 21 and 22 electrically connected to the two end parts of the energization heat generating body 2 and led out to the external part of the insulation body; and an electrode 3 for detecting ion to detect an ionized state in flame. The electrode 3 for detecting ion has at least its tip part 30 covered with an insulating porous layer 38 having a communication hole communicated with flame.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は,燃料の着火・燃焼を促進するた
めのグロープラグ,及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glow plug for promoting ignition and combustion of fuel, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】近年,ガソリンエンジン,ディーゼルエン
ジンにおいては,環境保護の面から,排気ガスや排気煙
をより一層低減させることが要望されている。そして,
こうした要望に応えるべく,各種のエンジン改良や後処
理(触媒浄化等)により排出ガス低減,燃料・潤滑油性
状の改善,各種のエンジン燃焼制御システムの改善など
が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in gasoline engines and diesel engines, it has been demanded to further reduce exhaust gas and smoke from the viewpoint of environmental protection. And
To meet these demands, various types of engine improvement and post-treatment (catalyst purification, etc.) have been studied to reduce exhaust gas, improve fuel and lubricating oil properties, and improve various engine combustion control systems.

【0003】また,最近のエンジン燃焼制御システムに
おいては,エンジンの燃焼状態を検出することが要請さ
れており,筒内圧,燃焼光,イオン電流等を検出するこ
とによってエンジン燃焼状態を検出することが検討され
ている。特に,イオン電流によりエンジン燃焼状態を検
出することは,燃焼に伴う化学反応を直接的に観察でき
ることから極めて有用と考えられており,種々のイオン
電流検出方法が提案されている。
Further, in recent engine combustion control systems, it is required to detect the combustion state of the engine, and it is necessary to detect the combustion state of the engine by detecting the in-cylinder pressure, combustion light, ion current, and the like. Are being considered. In particular, detecting the combustion state of an engine using an ion current is considered to be extremely useful because the chemical reaction accompanying the combustion can be directly observed, and various ion current detection methods have been proposed.

【0004】例えば,特開平7−259597号公報に
は,燃料噴射ノズルの取り付け座部において,当該噴射
ノズル及びエンジンのシリンダヘッドから絶縁されたス
リーブ状のイオン検出用電極を装着し,これを外部の検
出回路に接続することにより燃料の燃焼に伴うイオン電
流を検出する方法が開示されている。また,米国特許第
4,739,731号では,セラミックグロープラグを
用いたイオン電流検出用センサが開示されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-259597 discloses a sleeve-shaped ion detection electrode insulated from a fuel injection nozzle and a cylinder head of an engine at a mounting seat of the fuel injection nozzle. Discloses a method for detecting an ionic current associated with fuel combustion by connecting to a detection circuit. U.S. Pat. No. 4,739,731 discloses an ion current detection sensor using a ceramic glow plug.

【0005】これらの技術では,グロープラグのヒータ
(通電発熱体)表面に白金製の導電層を取着すると共
に,この導電層を燃焼室及びグロープラグ取付金具から
絶縁している。そして,導電層に外部からイオン電流測
定用電源(直流250V)を印加して燃料燃焼に伴うイ
オン電流を検出するようにしている。
In these techniques, a conductive layer made of platinum is attached to the surface of a heater (electric heating element) of a glow plug, and this conductive layer is insulated from a combustion chamber and a glow plug mounting bracket. Then, an ion current measuring power supply (250 V DC) is applied to the conductive layer from the outside to detect an ion current accompanying fuel combustion.

【0006】[0006]

【解決しようとする課題】ところが,上記従来技術にお
いては,いずれも以下に示す問題がある。即ち,前者の
技術(特開平7−259597号公報)では,イオン電
流検出のために,他の部位より絶縁されたスリーブ状の
イオン検出用電極を設置しなくてはならず,その材料の
選択及びその加工において煩雑な作業が強いられる。そ
のため,イオン検出用電極が非常に,高価な構成となる
という問題がある。さらに,燃料噴射ノズルとイオン検
出用電極との間,及びイオン検出用電極とシリンダヘッ
ドとの間が燃焼室内にて発生するカーボンにより短絡
し,早期に使用不能となるという欠点があった。
However, all of the above-mentioned prior arts have the following problems. That is, in the former technique (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-259597), in order to detect an ion current, a sleeve-like ion detection electrode that is insulated from other parts must be provided. In addition, complicated work is required in the processing. Therefore, there is a problem that the ion detection electrode has a very expensive configuration. Further, there is a shortcoming that the carbon between the fuel injection nozzle and the ion detection electrode and between the ion detection electrode and the cylinder head are short-circuited by carbon generated in the combustion chamber, so that the fuel cell cannot be used at an early stage.

【0007】また,後者の技術(米国特許第4,73
9,731号)では,イオン検出用電極を通電発熱体と
は別に設けると共に,両者を別々の電源に接続している
ために構造が複雑になるという欠点があった。また,イ
オン検出用電極の耐熱性及び耐消耗性を確保するため
に,白金など高価な貴金属を多量に必要とすることか
ら,グロープラグ自体が非常に高価なものとなる欠点が
あった。また,グロープラグの先端部に支持されるイオ
ン検出用電極は高温度の火炎に曝されるため,イオン検
出用電極の近傍では応力集中が生じ易く,セラミックグ
ロープラグにクラック等の損傷を生ずるおそれもある。
The latter technique (US Pat. No. 4,734,734)
No. 9,731), there is a disadvantage that the structure is complicated because the ion detecting electrode is provided separately from the current-carrying heating element and both are connected to different power sources. In addition, since a large amount of expensive noble metal such as platinum is required in order to secure the heat resistance and wear resistance of the ion detection electrode, there is a disadvantage that the glow plug itself becomes very expensive. In addition, since the ion detection electrode supported at the tip of the glow plug is exposed to a high-temperature flame, stress concentration is likely to occur near the ion detection electrode, which may cause cracks or other damage to the ceramic glow plug. There is also.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので,カーボン付着の問題がなく,精度良くイオン電流
を検出することができ,クラック等の損傷がなく,耐久
性に優れた,かつ製造容易なグロープラグ及びその製造
方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above problems, has no problem of carbon adhesion, can accurately detect an ion current, has no damage such as cracks, has excellent durability, and has excellent manufacturing capability. An object is to provide an easy glow plug and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題の解決手段】請求項1の発明は,ハウジングと該
ハウジング内に支持された本体とよりなるグロープラグ
において,上記本体は,絶縁体と,該絶縁体の内部に設
けられた,通電発熱体,該通電発熱体の両端部に電気的
に接続されて絶縁体の外部へ導出された一対のリード
線,及び火炎中のイオン化の状態を検出するためのイオ
ン検出用電極とよりなり,かつ上記イオン検出用電極
は,少なくともその先端部が,上記火炎中へ連通する連
通孔を有する絶縁性多孔質層により被覆されていること
を特徴とするグロープラグにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a glow plug comprising a housing and a main body supported in the housing, wherein the main body includes an insulator, and a heat-generating heater provided inside the insulator. A body, a pair of lead wires electrically connected to both ends of the current-carrying heating element and led out of the insulator, and an ion detection electrode for detecting the state of ionization in the flame, and The glow plug is characterized in that at least a tip of the ion detection electrode is covered with an insulating porous layer having a communication hole communicating with the flame.

【0010】本発明において最も注目すべきことは,上
記絶縁体の内部に通電発熱体とリード線とイオン検出用
電極とが配設されており,かつ該イオン検出用電極にお
ける少なくとも先端部は上記絶縁性多孔質層により被覆
されていることである。
What is most notable in the present invention is that an electric heating element, a lead wire, and an ion detection electrode are disposed inside the insulator, and at least the tip of the ion detection electrode is the above-described electrode. That is, it is covered with the insulating porous layer.

【0011】上記絶縁性多孔質層は,イオン検出用電極
の表面から火炎中まで連通する連通孔を有し,電気絶縁
性である。かかる絶縁性多孔質層は,例えば,Si3
4 ,Al2 3 ,SiO2 などを主成分とした電気絶縁
性のセラミック粉末を焼結することにより作製する。
The insulating porous layer has a communication hole communicating from the surface of the ion detection electrode to the inside of the flame, and is electrically insulating. Such an insulating porous layer is made of, for example, Si 3 N
4 , manufactured by sintering an electrically insulating ceramic powder mainly composed of Al 2 O 3 , SiO 2 or the like.

【0012】次に,上記通電発熱体及びイオン検出用電
極を上記絶縁体中に配設するに当たっては,例えば実施
形態例に示すごとく,予め通電発熱体,イオン検出用電
極を作製しておき,一方これらを埋設する溝を設けた絶
縁体を準備し,上記溝内に上記通電発熱体,イオン検出
用電極を埋設して一体的に焼成する。これら,通電発熱
体,イオン検出用電極,絶縁体は,例えばセラミック粉
末を用いて作製する。
Next, when disposing the energizing heating element and the ion detecting electrode in the insulator, for example, as shown in the embodiment, the energizing heating element and the ion detecting electrode are prepared in advance. On the other hand, an insulator provided with grooves for burying them is prepared, and the heating element and the electrode for ion detection are buried in the grooves and integrally fired. These electric heating elements, ion detection electrodes, and insulators are manufactured using, for example, ceramic powder.

【0013】次に,本発明の作用効果につき説明する。
本発明のグロープラグは,上記通電発熱体に電流を通す
ことにより発熱し,その加熱により燃焼室における着火
及び燃焼を促進させる。また,イオン検出用電極は,燃
焼火炎中のイオン化の状態を検出する。即ち,イオン電
流の検出時において,イオン検出用電極とそれに近接す
る燃焼室の内壁(シリンダヘッド)とは,両者間に存在
する燃料燃焼時のプラスイオン及びマイナスイオンを捕
獲するための2電極を形成する。
Next, the function and effect of the present invention will be described.
The glow plug of the present invention generates heat by passing an electric current through the above-mentioned current-carrying heating element, and the ignition thereof promotes ignition and combustion in the combustion chamber. Further, the ion detection electrode detects the state of ionization in the combustion flame. That is, at the time of detecting the ion current, the ion detection electrode and the inner wall (cylinder head) of the combustion chamber adjacent to the ion detection electrode form two electrodes between the two for capturing the positive ions and the negative ions during fuel combustion. Form.

【0014】そして,ここに重要なことは,上記イオン
検出用電極の先端部は上記絶縁性多孔質層により被覆さ
れているので,イオン検出用電極は直接に火炎に曝され
ることがない。そのため,イオン検出用電極は,高温の
火炎による熱的衝撃に基づく応力集中が生ぜず,クラッ
ク等の損傷を生ずることがない。また,絶縁性多孔質層
は上記連通孔を有するので,上記イオン電流はこの連通
孔を通じてイオン検出用電極とシリンダヘッドとの間に
流れ,正確に検出される。
What is important here is that the tip of the ion detecting electrode is covered with the insulating porous layer, so that the ion detecting electrode is not directly exposed to the flame. Therefore, the electrode for ion detection does not cause stress concentration due to thermal shock due to a high-temperature flame, and does not cause damage such as cracks. In addition, since the insulating porous layer has the communication hole, the ion current flows between the ion detection electrode and the cylinder head through the communication hole, and is accurately detected.

【0015】これにより,精度良くイオン電流を検出す
ることができ,その情報を燃焼制御に有用に活用するこ
とが可能となる。また,グロープラグに,本来の発熱機
能(グロー機能)とイオン電流検出機能とを付与してい
るので,構造がコンパクトで,かつ安価に製造できる。
As a result, the ion current can be accurately detected, and the information can be effectively used for combustion control. Further, since the glow plug is provided with an original heat generation function (glow function) and an ion current detection function, the structure can be made compact and inexpensive.

【0016】また,通電発熱体は,絶縁体の内部に,埋
設されているため,燃焼火炎による腐触がなく,抵抗値
の低下,発熱特性の変化を招くことがなく,長期にわた
って高い発熱性能を発揮することができ耐久性に優れて
いる。即ち,通電発熱体が酸化により消耗することがな
いため,その断面積が一定に保持されると共に,その抵
抗値の変化を生ずることもない。さらに,燃焼室内での
熱的衝撃等に起因して通電発熱体が破損する等の不具合
も回避できる。
Further, since the current-carrying heating element is buried inside the insulator, it does not corrode due to a combustion flame, does not cause a decrease in resistance value, and does not cause a change in heat-generating characteristics. And it has excellent durability. That is, since the current-carrying heating element is not consumed by oxidation, its cross-sectional area is kept constant and its resistance value does not change. In addition, it is possible to avoid problems such as breakage of the current-carrying heating element due to thermal shock or the like in the combustion chamber.

【0017】また,上記絶縁体は,燃料燃焼に伴ってそ
の表面にカーボンが付着する場合があるが,その付着カ
ーボンは通電発熱体の加熱動作(例えば,エンジンの低
温始動時におけるグロー動作)によって焼き切ることが
できる。そのため,長期間に渡って正確にイオン電流を
検出することができる。
[0017] In addition, carbon may adhere to the surface of the above-mentioned insulator due to fuel combustion, and the deposited carbon is caused by the heating operation of the current-carrying heating element (for example, the glow operation when the engine is started at a low temperature). Can be burned. Therefore, the ion current can be accurately detected over a long period of time.

【0018】また,本発明のグロープラグは,上記通電
発熱体,リード線及びイオン検出用電極を上記絶縁体の
内部に,一体的に設けているので,構造簡単である。し
たがって,本発明によれば,カーボン付着の問題がな
く,精度良くイオン電流を検出することができ,クラッ
ク等の損傷がなく,耐久性に優れた,かつ製造容易な,
グロープラグを提供することができる。
Further, the glow plug of the present invention has a simple structure because the above-mentioned heating element, lead wire and ion detecting electrode are integrally provided inside the insulator. Therefore, according to the present invention, there is no problem of carbon adhesion, the ion current can be detected with high accuracy, there is no damage such as cracks, the durability is excellent, and the production is easy.
A glow plug can be provided.

【0019】次に,請求項2の発明のように,上記絶縁
性多孔質層の厚みは0.2〜1.5mmであることが好
ましい。0.2mm未満では火炎の熱的衝撃を受けてク
ラック等の損傷のおそれがある。一方,1.5mmを越
えると厚みが大きくなるため,火炎熱による応力集中が
生じ易く,クラックを生じるおそれがある。
Next, it is preferable that the thickness of the insulating porous layer is 0.2 to 1.5 mm. If the thickness is less than 0.2 mm, there is a risk of damage such as cracks due to the thermal shock of the flame. On the other hand, if the thickness exceeds 1.5 mm, the thickness becomes large, so that stress concentration due to flame heat is likely to occur and cracks may occur.

【0020】次に,請求項3の発明のように,上記絶縁
性多孔質層と上記絶縁体とは同じ材料により作製されて
いることが好ましい。これにより,両者間の接合性が向
上すると共に両者の線膨張係数が同じとなり耐熱衝撃性
が向上する。
Next, it is preferable that the insulating porous layer and the insulator are made of the same material. As a result, the bondability between the two is improved, and the coefficient of linear expansion of the two becomes the same, so that the thermal shock resistance is improved.

【0021】次に,請求項4の発明のように,上記イオ
ン検出用電極は通電発熱体と兼用することができる(図
13)。この場合には,上記絶縁性多孔質層はグロープ
ラグの本体の先端部において,通電発熱体(即ちイオン
検出用電極)を被覆する。
Next, as in the fourth aspect of the present invention, the electrode for ion detection can be used also as an electric heating element (FIG. 13). In this case, the insulating porous layer covers the current-carrying heating element (that is, the electrode for ion detection) at the tip of the main body of the glow plug.

【0022】なお,上記イオン検出用電極は,MoSi
2 ,WC,TiN等を含有する導電性セラミック材料,
或いはW,Mo,Ti等の高融点金属により作製するこ
とができる。また,上記絶縁体の先端部は半球面形状を
有していることが好ましい。この場合には,絶縁体の先
端鋭角部を除去する事で,イオン検出部近傍での燃焼火
炎流の乱れが抑制され,検出性能が安定し,また熱応力
の集中が抑制され耐熱衝撃性が向上するという効果が得
られる。
The ion detecting electrode is made of MoSi.
2 , conductive ceramic material containing WC, TiN, etc.,
Alternatively, it can be made of a high melting point metal such as W, Mo, and Ti. It is preferable that the tip of the insulator has a hemispherical shape. In this case, by removing the acute angle portion of the insulator, the turbulence of the combustion flame flow near the ion detector is suppressed, the detection performance is stabilized, and the concentration of thermal stress is suppressed, and the thermal shock resistance is improved. The effect of improving is obtained.

【0023】なお,本発明の絶縁性多孔質層に形成され
る連通孔は,多孔質層の表面から,電極表面まで連通さ
れたものであれば,どのような孔径であっても良い。例
えば,本発明のグロープラグの先端を,水とアルコール
が50:50のアルコール水溶液中に浸して,先端と上
記水溶液との間に,例えば12ボルトの電圧を印加した
とき,電流が流れる連通孔であればよい。
The communication holes formed in the insulating porous layer of the present invention may have any diameter as long as they are connected from the surface of the porous layer to the electrode surface. For example, when the tip of the glow plug of the present invention is immersed in a 50:50 aqueous alcohol solution of water and alcohol, and a voltage of, for example, 12 volts is applied between the tip and the aqueous solution, a communication hole through which current flows. Should be fine.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施形態例1 本発明の実施形態例にかかるグロープラグにつき,図1
〜図10を用いて説明する。本例のグロープラグは,デ
ィーゼルエンジンの始動補助装置として用いられる,セ
ラミックグロープラグである。本例のグロープラグ1
は,図1に示すごとく本体10と該本体10を保持する
ハウジング4とからなる。上記本体10は,絶縁体11
と,該絶縁体11の内部に設けられた通電発熱体2と,
該通電発熱体2の両端部に電気的に接続されて絶縁体の
他端側に導出された一対のリード線21,22とを有す
る。
Embodiment 1 A glow plug according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The glow plug of this embodiment is a ceramic glow plug used as a start-up assist device for a diesel engine. Glow plug 1 of this example
Comprises a main body 10 and a housing 4 for holding the main body 10, as shown in FIG. The main body 10 includes an insulator 11
And a current-carrying heating element 2 provided inside the insulator 11;
It has a pair of lead wires 21 and 22 that are electrically connected to both ends of the current-carrying heating element 2 and led out to the other end of the insulator.

【0025】また,上記通電発熱体2と電気絶縁され
て,上記絶縁体11の内部に配設された,火炎中のイオ
ン化の状態を検出するためのイオン検出用電極3を有す
る。また,該イオン検出用電極3の先端部30には,上
記絶縁体11の先端部も含めて,上記火炎中へ連通する
連通孔380(図3)を有する絶縁性多孔質層38が被
覆されている。
Further, there is provided an ion detection electrode 3 which is electrically insulated from the electric heating element 2 and is disposed inside the insulator 11 for detecting the state of ionization in the flame. The tip portion 30 of the ion detecting electrode 3 is covered with an insulating porous layer 38 having a communication hole 380 (FIG. 3) communicating with the flame, including the tip portion of the insulator 11. ing.

【0026】上記本体10は,図1,図2に示すごと
く,金属製のハウジング4内に,金属製の環状支持体4
1を介して,固定されている。そして,上記通電発熱体
2の一方のリード線21は,絶縁体11の内部を上昇し
て,本体10の側面に設けた導電性の端子部23を介し
て内部リード線231に電気的に接続されている。ま
た,他方のリード線22は,上記環状支持体41を介し
てハウジング4に電気的に接続されている。また,上記
イオン検出用電極3の上端部は,絶縁体11の上端部に
設けた導電性の端子部31を介して内部リード線33に
電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the main body 10 is provided within a metal housing 4 in a metal annular support 4.
1 and is fixed. Then, one lead wire 21 of the current-carrying heating element 2 rises inside the insulator 11 and is electrically connected to the internal lead wire 231 via a conductive terminal portion 23 provided on a side surface of the main body 10. Have been. The other lead wire 22 is electrically connected to the housing 4 via the annular support 41. The upper end of the ion detection electrode 3 is electrically connected to the internal lead 33 via a conductive terminal 31 provided on the upper end of the insulator 11.

【0027】一方,ハウジング4は,上記環状支持体4
1を有し,図2に示すごとく,その上部に保護筒42を
有している。また,ハウジング4は,エンジンのシリン
ダヘッド45へ装着するための,雄ねじ部43を有す
る。上記保護筒42の上方開口部には,ゴムブッシュ4
21が嵌合されている。また,該ゴムブッシュ421に
は,外部リード線233,333が貫挿され,これらは
それぞれ接続端子232,332を介して,上記内部リ
ード線231,33に接続されている。したがって,外
部リード線233は通電発熱体2の一端に,外部リード
線333はイオン検出用電極3にそれぞれ電気的に導通
されている。
On the other hand, the housing 4 is
2, and has a protective cylinder 42 at the upper part as shown in FIG. Further, the housing 4 has a male screw portion 43 for mounting to the cylinder head 45 of the engine. A rubber bush 4 is provided at the upper opening of the protection cylinder 42.
21 are fitted. External lead wires 233 and 333 are inserted through the rubber bush 421, and these are connected to the internal lead wires 231 and 33 via connection terminals 232 and 332, respectively. Therefore, the external lead wire 233 is electrically connected to one end of the heating element 2, and the external lead wire 333 is electrically connected to the ion detecting electrode 3.

【0028】なお,通電発熱体2の他端は,上記のごと
く,環状支持体41を介してハウジング4に電気的に導
通している(図1)。また,本体10の先端部(下端
部)は,図1に示すごとく,半球面形状に形成されてお
り,イオン検出用電極3の先端部30が露出している。
The other end of the heating element 2 is electrically connected to the housing 4 via the annular support 41 as described above (FIG. 1). The distal end (lower end) of the main body 10 is formed in a hemispherical shape as shown in FIG. 1, and the distal end 30 of the ion detection electrode 3 is exposed.

【0029】次に,上記グロープラグ本体10の製造方
法につき図4〜図5を用いて説明する。まず,グロープ
ラグの本体10は,前記図1に示したごとく,絶縁体1
1とその中に埋設した通電発熱体2とイオン検出用電極
3と,上記絶縁性多孔質層38とよりなる。そこで,ま
ず図4に示すごとく,導電状のセラミック粉末により,
U字形状の通電発熱体2と,棒状のイオン検出用電極3
とを予め作製しておく。
Next, a method of manufacturing the glow plug body 10 will be described with reference to FIGS. First, the main body 10 of the glow plug is, as shown in FIG.
1, an electric heating element 2 embedded therein, an electrode 3 for ion detection, and the insulating porous layer 38. Therefore, first, as shown in FIG.
U-shaped heating element 2 and rod-shaped electrode 3 for ion detection
Are prepared in advance.

【0030】一方,図5に示すごとく,絶縁体11を形
成するための,略半円状の下部111と略板状の中部1
12と略半円状の上部113とを,絶縁性のセラミック
粉末を用いて予め作製しておく。上記下部111の上面
と中部112の下面には,上記通電発熱体2を入れるた
めのU字溝115,116を形成しておく。
On the other hand, as shown in FIG. 5, a substantially semicircular lower part 111 and a substantially plate-shaped middle part 1 for forming the insulator 11 are formed.
12 and the substantially semicircular upper part 113 are prepared in advance using insulating ceramic powder. U-shaped grooves 115 and 116 are formed in the upper surface of the lower portion 111 and the lower surface of the middle portion 112 for receiving the electric heating element 2.

【0031】また,中部112の上面と,下部113の
下面には,上記イオン検出用電極3を入れるための棒状
溝117,118を形成しておく。そして,上記U字溝
115,116に上記通電発熱体2を,棒状溝117,
118に上記イオン検出用電極3を入れ,これらを積層
する。なお,この際,通電発熱体2にはリード線21,
22を接続しておく。
On the upper surface of the middle portion 112 and on the lower surface of the lower portion 113, bar-shaped grooves 117 and 118 for receiving the ion detecting electrodes 3 are formed. Then, the energizing heating element 2 is inserted into the U-shaped grooves 115, 116, and the rod-shaped grooves 117,
The ion detection electrode 3 is put in 118, and these are laminated. At this time, the lead wire 21 was
22 is connected.

【0032】これにより,図6(A)の上方に示すごと
き,積層体が得られる。そこで,該積層体の先端部18
に,予め作成しておいた円板状の絶縁性多孔質層382
を接着剤により接合する。次いで,これらを加熱,焼結
して,一体焼結体とする。更に,図6(B)に示すごと
く,上記一体焼結体の下方を,研削加工し(同図の下方
の点線),半球面状とする。これにより,上記図1に示
したグロープラグ本体10が得られる。
As a result, a laminate is obtained as shown in the upper part of FIG. Therefore, the tip 18 of the laminate is
The disk-shaped insulating porous layer 382 previously formed
Are bonded with an adhesive. Next, these are heated and sintered to form an integrally sintered body. Further, as shown in FIG. 6 (B), the lower part of the integrated sintered body is ground (dotted line in the lower part of FIG. 6) to form a hemispherical shape. Thus, the glow plug main body 10 shown in FIG. 1 is obtained.

【0033】次に,上記のごとく本体10とハウジング
4などとによって構成したグロープラグ1は,図7に示
すごとく,エンジンのシリンダヘッド45に対して,ハ
ウジンク4の雄ねじ部を螺合することにより装着する。
これにより,グロープラグ本体10の先端部が,シリン
ダヘッド45の燃焼室の一部である渦流室451に突出
した状態で装着される。なお,符号457は主燃焼室,
458はピストン,459は燃料噴射ノズルである。
Next, as shown in FIG. 7, the glow plug 1 constituted by the main body 10 and the housing 4 as described above is formed by screwing the male thread of the housing 4 into the cylinder head 45 of the engine. Mounting.
As a result, the glow plug body 10 is mounted in a state where the tip of the glow plug body 10 projects into the swirl chamber 451 which is a part of the combustion chamber of the cylinder head 45. Reference numeral 457 indicates a main combustion chamber,
458 is a piston, and 459 is a fuel injection nozzle.

【0034】また,上記グロープラグ1は,図7に示す
ごとく,グロープラグ作動回路に接続される。即ち,通
電発熱体2の一端のリード線21は,外部リード線23
3,グローリレー53,531,及び12ボルトのバッ
テリ54を介して,金属製のシリンダヘッド45に接続
されている。更に,シリンダヘッド45,ハウジング
4,環状支持体41,本体10のリード線22(図1)
を介して,通電発熱体2の他端に接続されている。これ
により,通電発熱体2の加熱用回路が形成される。
The glow plug 1 is connected to a glow plug operation circuit as shown in FIG. That is, the lead wire 21 at one end of the electric heating element 2 is connected to the external lead wire 23.
3, a glow relay 53, 531 and a 12 volt battery 54 are connected to a metal cylinder head 45. Further, the cylinder head 45, the housing 4, the annular support 41, and the lead wire 22 of the main body 10 (FIG. 1)
Is connected to the other end of the current-carrying heating element 2. Thus, a circuit for heating the energizing heating element 2 is formed.

【0035】また,イオン検出用電極3の外部リード線
333は,イオン電流検出用抵抗521,直流電源51
を介してシリンダヘッド45に接続されている。また,
上記イオン電流検出用抵抗521には,イオン電流を検
出するための電位差計522が設けられ,これはECU
(電子制御装置)52に接続されている。また,ECU
52には,上記グローリレー53,531,エンジン冷
却水の水温センサ525,エンジンの回転数センサ52
6が接続されている。
The external lead 333 of the ion detecting electrode 3 is connected to an ion current detecting resistor 521,
Is connected to the cylinder head 45 via the. Also,
The ionic current detecting resistor 521 is provided with a potentiometer 522 for detecting an ionic current.
(Electronic control device) 52. In addition, ECU
52 includes a glow relay 53, 531, a coolant temperature sensor 525 for the engine coolant, and an engine speed sensor 52.
6 are connected.

【0036】上記図7に示した,グロープラグ1の使用
に当たっては,まずエンジンの始動時においては,EC
U52により,グローリレー53,531がオンとされ
る。そのため,バッテリ54とグロープラグの通電発熱
体2との間が閉路となり,グロープラグ本体10の通電
発熱体2が通電され発熱する。そのためグロープラグ1
は加熱状態となり,着火温度に上昇する。そこで,燃料
噴射ノズル459から,燃料が噴射されると,その都度
該燃料が着火され,ピストン458が作動し,エンジン
が駆動される。
When using the glow plug 1 shown in FIG.
The glow relays 53 and 531 are turned on by U52. Therefore, the path between the battery 54 and the heating element 2 of the glow plug is closed, and the heating element 2 of the glow plug body 10 is energized to generate heat. Therefore glow plug 1
Is heated and rises to the ignition temperature. Therefore, every time fuel is injected from the fuel injection nozzle 459, the fuel is ignited, the piston 458 is operated, and the engine is driven.

【0037】一方,燃料が燃焼している際には,前記の
ごとく,イオンが発生するので,そのイオン電流をイオ
ン検出用電極3,イオン電流検出用抵抗521及び電位
差計522により検出する。即ち,グロープラグ本体1
0の上記イオン検出用電極3とシリンダヘッド45との
間には12ボルトの直流電源51によって電圧が印加さ
れている。
On the other hand, when fuel is burning, ions are generated as described above, and the ion current is detected by the ion detection electrode 3, the ion current detection resistor 521, and the potentiometer 522. That is, the glow plug body 1
A voltage is applied between the ion detection electrode 3 and the cylinder head 45 by a DC power supply 51 of 12 volts.

【0038】そこで,渦流室451内における,燃焼火
炎帯の活性イオンの発生に伴い,イオン電流検出用抵抗
521を含む電流経路にイオン電流が流れる。なお,イ
オン電流検出用抵抗521は,約500kΩで,これを
流れるイオン電流は,その両端の電位差として電位差計
522により検出される。
Then, with the generation of active ions in the combustion flame zone in the swirl chamber 451, an ion current flows through a current path including the ion current detecting resistor 521. The ion current detecting resistor 521 has a resistance of about 500 kΩ, and the ion current flowing therethrough is detected by the potentiometer 522 as a potential difference between both ends.

【0039】ここで,イオン電流の検出原理を略述す
る。燃料噴射ノズル459からの噴射燃料が渦流室45
1で燃焼すると,その燃焼火炎帯ではイオン化されたプ
ラスイオンとマイナスイオンが大量に発生する。このと
き,上記イオン検出用電極3とそれに対面するシリンダ
ヘッド45との間にバッテリ電圧が印加されているの
で,イオン検出用電極3にはマイナスイオンが捕獲され
ると共に,シリンダヘッド45にはプラスイオンが捕獲
される。その結果,上記の電流経路が形成され,この電
流経路を流れるイオン電流がイオン電流検出用抵抗52
1の両端の電位差として検出される。
Here, the principle of detecting the ion current will be briefly described. The fuel injected from the fuel injection nozzle 459 is supplied to the swirl chamber 45.
When the fuel is burned at 1, a large amount of ionized positive ions and negative ions are generated in the combustion flame zone. At this time, since a battery voltage is applied between the ion detecting electrode 3 and the cylinder head 45 facing the ion detecting electrode 3, negative ions are captured by the ion detecting electrode 3 and positive ions are captured by the cylinder head 45. Ions are captured. As a result, the above-described current path is formed, and the ion current flowing through this current path is
1 is detected as a potential difference between both ends.

【0040】一方,ECU52は,CPU,ROM,R
AM,入出力回路等からなる周知のマイクロコンピュー
タやA/D変換器(共に図示略)を中心に構成され,前
記電位差計522により検出された検出信号を入力す
る。また,ECU52には,エンジン冷却水の温度を検
出するための水温センサ525の検出信号や,エンジン
クランク角に応じてエンジン回転数を検出するための回
転数センサ526の検出信号が入力され,ECU52は
各検出信号に基づいて水温Tw,エンジン回転数Neを
検知する。
On the other hand, the ECU 52 has a CPU, ROM, R
A well-known microcomputer including an AM and an input / output circuit and an A / D converter (both are not shown) are mainly configured to input a detection signal detected by the potentiometer 522. A detection signal of a water temperature sensor 525 for detecting the temperature of the engine cooling water and a detection signal of a rotation speed sensor 526 for detecting the engine speed according to the engine crank angle are input to the ECU 52. Detects the water temperature Tw and the engine speed Ne based on each detection signal.

【0041】上記ECU52は,ディーゼルエンジンの
低温始動時において,グロープラグ1の通電発熱体2を
加熱させて燃料の着火及び燃焼を促進させる。また,デ
ィーゼルエンジンの始動直後において,イオン電流を検
出する。なお,エンジン始動当初においては,グローリ
レー53,531がオンの状態にあり,通電発熱体2は
加熱状態に保持されるようになっている。
When the diesel engine is started at a low temperature, the ECU 52 heats the current-carrying heating element 2 of the glow plug 1 to promote the ignition and combustion of the fuel. Immediately after the start of the diesel engine, the ion current is detected. Note that, at the beginning of the engine start, the glow relays 53 and 531 are in an on state, and the energizing heating element 2 is maintained in a heated state.

【0042】以下,図8のフローチャートを用いて,上
記グローリレー53,531のオン,オフ切り替え処理
を説明する。同図は,所定の時間の割り込み処理により
実行される。まず,図8の処理がスタートすると,EC
U52は,先ずステップ11でエンジン暖機完了後であ
り,且つグローリレー53,531がオフであるか否か
を判別する。エンジン始動当初においては,ステップ1
1が否定判別され,ECU52は続くステップ12で水
温Tw及びエンジン回転数Neを読み込む。
The on / off switching process of the glow relays 53 and 531 will be described below with reference to the flowchart of FIG. This drawing is executed by interruption processing for a predetermined time. First, when the processing in FIG.
U52 first determines whether or not the glow relays 53 and 531 are off after the engine warm-up is completed in step S11. Step 1 at the beginning of engine start
1 is negatively determined, and the ECU 52 reads the water temperature Tw and the engine speed Ne in the following step 12.

【0043】その後,ステップ13で水温Twが所定の
暖機完了温度(本実施形態例では,60℃)以上である
か否かを判別すると共に,ステップ14でエンジン回転
数Neが所定回転数(本実施形態例では,2000rp
m)以上に達しているか否かを判別する。このときステ
ップ13,14が共に否定判別されれば,エンジンの暖
機が完了しておらず,グロープラグの通電発熱体2によ
る加熱が必要であるとみなし,ステップ15に進む。
Thereafter, in step 13, it is determined whether or not the water temperature Tw is equal to or higher than a predetermined warm-up completion temperature (60 ° C. in the present embodiment), and in step 14, the engine speed Ne is increased to a predetermined speed ( In the present embodiment, 2000 rpm
m) It is determined whether or not it has reached or exceeded. If a negative determination is made in both steps 13 and 14 at this time, it is considered that the warm-up of the engine has not been completed, and it is determined that heating by the current-carrying heating element 2 of the glow plug is necessary, and the process proceeds to step 15.

【0044】また,ステップ13,14のいずれかが肯
定判別されれば,エンジンの暖機が完了,或いはグロー
プラグ1による加熱が不要であるとみなし,ステップ1
6に進む。
If any of steps 13 and 14 is affirmatively determined, it is determined that the warming-up of the engine has been completed or that heating by the glow plug 1 is not necessary.
Proceed to 6.

【0045】ステップ15に進んだ場合は,グローリレ
ー53,531はオンのまま維持される。この状態で
は,グロープラグ1の発熱作用によって燃料の着火及び
燃焼が継続される。また,ステップ16に進んだ場合,
ECU52は,グローリレー53,531をオフとす
る。
When the process proceeds to step 15, the glow relays 53 and 531 are kept on. In this state, the ignition and combustion of the fuel are continued by the heating action of the glow plug 1. Also, if you proceed to step 16,
The ECU 52 turns off the glow relays 53 and 531.

【0046】次に,図9(A)は,オシロスコープを用
いて燃料燃焼時に発生するイオン電流を観察した際の電
流波形図である。同図において,燃料噴射時期(圧縮T
DC)直後に電圧が急上昇している波形が燃料の燃焼に
よるイオン電流波形であり,A点が燃焼の開始位置,即
ち着火時期に相当する。また,このイオン電流波形に
は,2つの山が観測される。つまり,燃焼初期には,拡
散火炎帯の活性イオンにより第1の山B1が観測され,
燃焼中後期には筒内圧上昇による再イオン化により第2
の山B2が観測される。
Next, FIG. 9A is a current waveform diagram when an ion current generated during fuel combustion is observed using an oscilloscope. In the figure, the fuel injection timing (compression T
Immediately after DC), a waveform in which the voltage sharply rises is an ion current waveform due to fuel combustion, and point A corresponds to a combustion start position, that is, an ignition timing. Also, two peaks are observed in the ion current waveform. That is, in the early stage of combustion, the first peak B1 is observed by the active ions in the diffusion flame zone,
In the latter half of the combustion, the secondary
Mountain B2 is observed.

【0047】この場合,ECU52は,イオン電流波形
の第1の山B1から実際の着火時期を検出すると共に,
検出された実際の着火時期と目標着火時期との差をなく
すべく着火時期のフィードバック制御を実施する。ま
た,ECU52は,イオン電流波形の第2の山B2から
異常燃焼,失火等の燃焼状態を検出し,その検出結果を
燃料噴射制御に反映させる。こうしてイオン電流をエン
ジンの燃料噴射制御に反映させることにより,きめ細か
くエンジンの運転状態を制御することが可能となる。
In this case, the ECU 52 detects the actual ignition timing from the first peak B1 of the ion current waveform,
Feedback control of the ignition timing is performed so as to eliminate the difference between the detected actual ignition timing and the target ignition timing. Further, the ECU 52 detects a combustion state such as abnormal combustion or misfire from the second peak B2 of the ion current waveform, and reflects the detection result in the fuel injection control. By reflecting the ion current in the fuel injection control of the engine in this way, it is possible to control the operating state of the engine finely.

【0048】次に,グロープラグのイオン検出用電極3
に,燃料燃焼により発生したカーボン(スス)が付着し
た状態,即ち燻りが発生したときには,図9(B)に示
すごとく,イオン電流が燃料噴射時期の前には低く,そ
の後には上昇していくという現象が発生する(図9の
(A)と(B)を比較)。なお,図9(B)のIthは
燻り状態を判別しグローリレー53,531をオンにす
るか否かを判断するための波高値の判定レベル(しきい
値)を表している。そこで,このような燻り現象が発生
したときには,上記グローリレー53,531をオンと
し,通電発熱体2を加熱し,上記の付着カーボンを焼き
切る操作を行なう。
Next, the ion detecting electrode 3 of the glow plug
When carbon (soot) generated by fuel combustion adheres, that is, when smoke is generated, as shown in FIG. 9 (B), the ion current is low before the fuel injection timing and rises thereafter. The phenomenon of going up occurs (compare (A) and (B) of FIG. 9). It should be noted that Ith in FIG. 9B represents a determination level (threshold value) of the peak value for determining whether or not the glow relays 53 and 531 are to be turned on and whether or not the glow relays 53 and 531 are to be turned on. Therefore, when such a smoldering phenomenon occurs, the glow relays 53 and 531 are turned on, the heating element 2 is heated, and the operation of burning off the attached carbon is performed.

【0049】次に,図10は,このカーボン焼き切り操
作を,上記図7の回路におけるECU52により行なう
フローチャートである。即ち,同図のステップ21にお
いて,グローリレー53,531がオフの状態にあると
き,ステップ22において,燃料噴射時期に上記のごと
き異常イオン電流(図9B)が検出されたか否か判定す
る。否であれば,ステップ24に進み,グローリレー5
3,531はオフのままとする。一方,異常イオン電流
が検出されたときには,ステップ23に進み,グローリ
レー53,531をオンとし,グロープラグの通電発熱
体2を加熱してカーボンを焼失させる。
Next, FIG. 10 is a flowchart in which this carbon burning operation is performed by the ECU 52 in the circuit of FIG. That is, when the glow relays 53 and 531 are in the off state in step 21 in FIG. 9, it is determined in step 22 whether the abnormal ion current (FIG. 9B) as described above is detected at the fuel injection timing. If no, the process proceeds to step 24, where the glow relay 5
3,531 is kept off. On the other hand, when an abnormal ion current is detected, the process proceeds to step 23, where the glow relays 53 and 531 are turned on, and the heating element 2 of the glow plug is heated to burn off carbon.

【0050】上記のごとく,本例のグロープラグにおい
ては,絶縁体11の内部に通電発熱体2とリード線2
1,22とが形成され,さらに絶縁体11の内部にイオ
ン検出用電極3が設けてあり,これらは一体的に構成さ
れている。そのため,通電発熱体2によるグロー動作
(加熱動作)と,イオン検出用電極3によるイオン電流
検出とを1つのグロープラグにより達成できる。
As described above, in the glow plug of this embodiment, the heating element 2 and the lead wire 2 are placed inside the insulator 11.
1 and 22 are formed, and an ion detection electrode 3 is provided inside the insulator 11, and these are integrally formed. Therefore, the glow operation (heating operation) by the electric heating element 2 and the ion current detection by the ion detection electrode 3 can be achieved by one glow plug.

【0051】また,グロープラグ本体10の表面,つま
り上記絶縁体11の表面にカーボンが付着した場合に
も,該イオン検出用電極3の近くにある通電発熱体2を
通電加熱することにより,上記カーボンを焼き切り,イ
オン電流検出を正常状態に戻すことができる。そのた
め,絶縁性多孔質層38の連通孔380(図3)を介し
てイオンを精度良く検出することができる。
Even when carbon adheres to the surface of the glow plug body 10, that is, the surface of the insulator 11, the heating of the current-carrying heating element 2 near the ion detecting electrode 3 can be performed by heating. The carbon is burned off, and the ion current detection can be returned to the normal state. Therefore, ions can be accurately detected through the communication holes 380 (FIG. 3) of the insulating porous layer 38.

【0052】そして,ここに重要なことは,上記イオン
検出用電極3の先端部30は上記絶縁性多孔質層38に
より被覆されている(図3)ので,イオン検出用電極3
は直接に火炎に曝されることがない。そのため,イオン
検出用電極3は,高温の火炎による熱的衝撃に基づく応
力集中が生ぜず,クラック等の損傷を生ずることがな
い。また,絶縁性多孔質層38は上記連通孔380を有
するので,上記イオンはこの連通孔380を通じてイオ
ン検出用電極3とシリンダヘッド45との間に流れ,イ
オン電流として正確に検出される。
It is important that the tip 30 of the ion detecting electrode 3 is covered with the insulating porous layer 38 (FIG. 3).
Is not directly exposed to the flame. Therefore, the ion detecting electrode 3 does not generate stress concentration due to thermal shock due to a high-temperature flame, and does not cause damage such as cracks. Further, since the insulating porous layer 38 has the communication hole 380, the ions flow between the ion detection electrode 3 and the cylinder head 45 through the communication hole 380, and are accurately detected as an ion current.

【0053】また,上記絶縁体11,通電発熱体2,リ
ード線21,22,イオン検出用電極3,及び絶縁性多
孔質層38を一体構成しているので,構成簡単である。
また,通電発熱体2,リード線21,22,イオン検出
用電極3は,絶縁体11の内部に設けてあるので,燃焼
ガスによる酸化等の腐食もなく,耐久性に優れている。
また,絶縁体11の先端部は,半球面状(図1〜図3)
としてあるので,燃焼室内における熱衝撃を吸収するこ
とができる。
Further, since the insulator 11, the electric heating element 2, the lead wires 21, 22, the ion detecting electrode 3, and the insulating porous layer 38 are integrally formed, the structure is simple.
Further, since the electric heating element 2 and the lead wires 21 and 22 and the ion detection electrode 3 are provided inside the insulator 11, there is no corrosion such as oxidation due to combustion gas and the durability is excellent.
The tip of the insulator 11 has a hemispherical shape (FIGS. 1 to 3).
Therefore, thermal shock in the combustion chamber can be absorbed.

【0054】実施形態例2 次に,上記実施形態例1に示したグロープラグ本体の具
体例につき,表1に,比較例と共に示す。まず,上記通
電発熱体は,小粒径の導電性のMoSi2 (二珪化モリ
ブデン)粉末と大粒径の絶縁性のSi3 4 (窒化珪
素)と焼結助剤であるY2 3 と,有機バインダーとを
用いてU字状に成形した(図4A)。また,イオン検出
用電極も同じ材料を用いて棒状に成形した(図4B)。
Second Embodiment Next, a specific example of the glow plug body shown in the first embodiment is shown in Table 1 together with a comparative example. First, the conductive heating element is composed of a conductive MoSi 2 (molybdenum disilicide) powder having a small particle size, insulating Si 3 N 4 (silicon nitride) having a large particle size, and Y 2 O 3 serving as a sintering aid. And an organic binder to form a U-shape (FIG. 4A). Also, the ion detection electrode was formed into a rod shape using the same material (FIG. 4B).

【0055】次に,上記絶縁体は,小粒径のSi3 4
と,ほぼ同粒径のMoSi2 とY23 と有機バインダ
ーとを用いて,上記図5に示したごとく,上部111,
中部112,下部113にそれぞれ成形した。一方,絶
縁性多孔質層38は,上記絶縁体11用と同じ材料で有
機バインダーの量を多くしたものを用いて,板状体38
2に成形した。
Next, the insulator is made of Si 3 N 4 having a small particle size.
And MoSi 2 , Y 2 O 3, and an organic binder having substantially the same particle size, as shown in FIG.
Molded into the middle part 112 and the lower part 113, respectively. On the other hand, the insulating porous layer 38 is made of the same material as that for the insulator 11 except that the amount of the organic binder is increased.
It was molded into 2.

【0056】そして,これらを上記のごとく,積層する
と共にこの積層体の先端部に,図6に示すごとく,上記
絶縁性多孔質層の板状体382を接着剤を介して接合し
た。そして,これらの生成形体の積層品を,450℃で
有機バインダーを脱脂後,1750℃で60分間,加圧
焼結した。更に,グロープラグの先端部を半球面状に研
削し,図1に示すグロープラグ本体を得た。
Then, these were laminated as described above, and as shown in FIG. 6, the plate-shaped body 382 of the insulating porous layer was bonded to the tip of the laminated body via an adhesive. Then, after laminating the organic binder at 450 ° C., the laminate of these formed bodies was pressure-sintered at 1750 ° C. for 60 minutes. Further, the tip of the glow plug was ground into a hemispherical shape to obtain a glow plug body shown in FIG.

【0057】なお,上記グロープラグ本体10におけ
る,上記絶縁性多孔質層38の厚みは,表1に示すごと
く,種々に変えた。絶縁性多孔質層38の厚みは,先端
部が半球状であるため,最大厚みを示した。
The thickness of the insulating porous layer 38 in the glow plug main body 10 was variously changed as shown in Table 1. The thickness of the insulating porous layer 38 showed the maximum thickness because the tip was hemispherical.

【0058】次に,上記グロープラグを,実施形態例1
の図7に示すごとく,ディーゼルエンジンのシリンダヘ
ッド45に装着した。そして,グロープラグの通電発熱
体に通電して1200℃に加熱後,エンジンを始動し,
1分間のアイドリングを行ない,エンジン停止1分間の
後,再び上記通電,始動,停止を繰り返すエンジンテス
トを20,000回及び30,000回行なった。そし
て,イオン検出用電極の先端部,及びその周囲の絶縁体
のクラック等の損傷状況を観察した。その結果を,表1
に示す。
Next, the glow plug is replaced with the first embodiment.
As shown in FIG. 7, the head was mounted on a cylinder head 45 of a diesel engine. Then, after energizing the heating element of the glow plug and heating it to 1200 ° C., the engine is started,
After idling for one minute and stopping the engine for one minute, the engine test was repeated 20,000 times and 30,000 times to repeat the above-described energization, start and stop. Then, damages such as cracks in the tip of the electrode for ion detection and the surrounding insulator were observed. Table 1 shows the results.
Shown in

【0059】表1より知られるごとく,絶縁性多孔質層
38を設けていない試料(No.1)は2万回テストで
クラックによるチッピングが発生していた。また,絶縁
性多孔質層を設けたもののうち厚み0.1及び1.6m
m(試料No.2,7)は,3万回テストでクラック等
の損傷が発生していた。なお,上記テストは過酷な条件
であるため,試料No.2及び7も実用上殆ど問題ない
が,特に試料No.3〜6のものは優れた耐久性を有し
ている。
As can be seen from Table 1, the sample (No. 1) having no insulating porous layer 38 had chipping due to cracks in the 20,000 times test. In addition, of those provided with an insulating porous layer, the thickness is 0.1 and 1.6 m.
m (Sample Nos. 2 and 7) showed damage such as cracks after 30,000 tests. Since the above test was performed under severe conditions, the sample No. Samples Nos. 2 and 7 have almost no problem in practical use. Those having 3 to 6 have excellent durability.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】実施形態例3 本例は,図11に示すごとく,実施形態例1のグロープ
ラグ作動回路(図7)を変更したもので,実施形態例1
のバッテリ54と直流電源51とを,1個のバッテリ5
5のみに代えたものである。なお,イオン電流検出用抵
抗521とバッテリ55との間には,定電流,定電圧回
路524を介在することもできる。この場合には,回路
構成の簡素化とコスト低減の効果がある。
Third Embodiment As shown in FIG. 11, this embodiment is a modification of the glow plug operation circuit (FIG. 7) of the first embodiment.
Battery 54 and DC power supply 51 are connected to one battery 5
Only 5 is replaced. Note that a constant current and constant voltage circuit 524 can be interposed between the ion current detection resistor 521 and the battery 55. In this case, there are effects of simplifying the circuit configuration and reducing costs.

【0062】その他は,実施形態例1と同様である。本
例においても,実施形態例1と同様の効果を得ることが
できる。また,特に,本例においては,定電流・定電圧
回路524を介在する事で1つのバッテリでも,グロー
プラグ発熱時に生じるイオン電極への印加電圧の変動を
防止し,安定した検出性能が維持できるという効果を得
ることができる。
The other points are the same as in the first embodiment. Also in this example, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In particular, in this example, by interposing the constant current / constant voltage circuit 524, even with one battery, the fluctuation of the voltage applied to the ion electrode caused at the time of heat generation of the glow plug can be prevented, and the stable detection performance can be maintained. The effect described above can be obtained.

【0063】実施形態例4 本例は,図12に示すごとく,グロープラグ本体10に
おいて,通電発熱体2のU字状の下端にイオン検出用電
極3を一体的に設け,該イオン検出用電極3の先端部3
0に実施形態例1と同様の絶縁性多孔質層38を設けた
例である。本例によれば,通電発熱体2の先端部にイオ
ン検出用電極3を設けるのでグロープラグの構造が簡単
になる。その他は実施形態例1と同様であり,実施形態
例1と同様の効果を得ることができる。
Fourth Embodiment As shown in FIG. 12, in the glow plug body 10, an ion detection electrode 3 is integrally provided at the lower end of the U-shaped current-carrying heating element 2, as shown in FIG. 3 tip 3
This is an example in which the same insulating porous layer 38 as that of the first embodiment is provided on the first embodiment. According to this embodiment, the structure of the glow plug is simplified because the ion detection electrode 3 is provided at the tip of the energizing heating element 2. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

【0064】実施形態例5 本例は,図13に示すごとく,U字状の通電発熱体2を
イオン検出用電極3として兼用した例である。本例にお
いては,イオン検出用電極3の先端部(U字状の下端
部)及び下方側面を絶縁性多孔質層38により被覆して
いる。本例によれば,イオン検出用電極と通電発熱体と
を兼用しているので構造が簡単である。本例のグロープ
ラグの作動回路は,実施形態例6に示すようである。そ
の他は実施形態例1と同様であり,実施形態例1と同様
の効果を得ることができる。
Fifth Embodiment As shown in FIG. 13, this embodiment is an example in which a U-shaped current-carrying heating element 2 is also used as an ion detection electrode 3. In this example, the front end (U-shaped lower end) and the lower side surface of the ion detection electrode 3 are covered with the insulating porous layer 38. According to this example, the structure is simple because the electrode for ion detection and the electric heating element are also used. The operation circuit of the glow plug of this example is as shown in the sixth embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

【0065】実施形態例6 本例は,図14,図15に示すごとく,上記実施形態例
4及び実施形態例5に示した,通電発熱体とイオン検出
用電極とを一体化した場合の,グロープラグ本体の全体
断面図,及びグロープラグ作動回路を示すものである。
即ち,図14に示すごとく,上記一体化の場合には,通
電発熱体2に設けたリード線22を,絶縁体11の上端
に設けた端子部31に接続する。
Embodiment 6 As shown in FIGS. 14 and 15, this embodiment is a case where the energizing heating element and the ion detection electrode shown in Embodiments 4 and 5 are integrated. FIG. 2 shows an overall cross-sectional view of a glow plug main body and a glow plug operation circuit.
That is, as shown in FIG. 14, in the case of the above-mentioned integration, the lead wire 22 provided on the electric heating element 2 is connected to the terminal portion 31 provided on the upper end of the insulator 11.

【0066】このように構成したグロープラグは,前記
実施形態例1の図11と同様にして,シリンダヘッド4
5に装着する。また,本例の場合には,通電発熱体2と
イオン検出用電極3とが一体化されているので,グロー
プラグの作動回路は,図15に示す構成となる。
The glow plug thus configured is similar to that of the first embodiment shown in FIG.
Attach to 5. Further, in the case of this example, since the energizing heating element 2 and the ion detecting electrode 3 are integrated, the operation circuit of the glow plug has the configuration shown in FIG.

【0067】そして,通電発熱体2を発熱させる場合に
は,同図に示すごとく,イオンリレー530はオフと
し,グローリレー53,531はオンとする。一方,イ
オン検出用電極3によりイオン電流を検出する場合に
は,イオンリレー530をオンとし,グローリレー53
及び531はオフとする。これにより,実施形態例1と
同様の効果が得られる。その他は,実施形態例1と同様
である。
When the energizing heating element 2 is to generate heat, the ion relay 530 is turned off and the glow relays 53 and 531 are turned on, as shown in FIG. On the other hand, when the ion current is detected by the ion detection electrode 3, the ion relay 530 is turned on and the glow relay 53 is turned on.
And 531 are off. Thereby, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1における,(A)グロープラグ本
体の断面図,(B)上記(A)のA−A線矢視断面図。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a glow plug main body according to a first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図2】実施形態例1における,グロープラグの全体説
明図。
FIG. 2 is an overall explanatory diagram of a glow plug according to the first embodiment.

【図3】実施形態例1における,絶縁性多孔質層の説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an insulating porous layer in the first embodiment.

【図4】実施形態例1における,(A)通電発熱体,
(B)イオン検出用電極の斜視図。
FIG. 4 shows (A) an electric heating element according to the first embodiment;
(B) The perspective view of the electrode for ion detection.

【図5】実施形態例1における,グロープラグ本体の製
造方法の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the method for manufacturing the glow plug body in the first embodiment.

【図6】図5に続く,グロープラグ本体の製造方法の説
明図。
FIG. 6 is an explanatory view of the method for manufacturing the glow plug main body, following FIG. 5;

【図7】実施形態例1における,グロープラグ作動回路
図。
FIG. 7 is a glow plug operation circuit diagram in the first embodiment.

【図8】実施形態例1における,グロープラグ作動シス
テムの,グロープラグ始動時のフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart of the glow plug operation system according to the first embodiment when the glow plug is started.

【図9】実施形態例1における,(A)正常時のイオン
電流,(B)燻り時のイオン電流を示す図。
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing (A) an ion current at the time of normal operation and (B) an ion current at the time of smoking in the first embodiment.

【図10】実施形態例1における,燻り判定フローチャ
ート。
FIG. 10 is a flowchart for determining smoking in the first embodiment.

【図11】実施形態例3における,グロープラグ作動回
路図。
FIG. 11 is a glow plug operation circuit diagram according to a third embodiment.

【図12】実施形態例4における,グロープラグ本体の
断面図。
FIG. 12 is a sectional view of a glow plug body according to a fourth embodiment.

【図13】実施形態例5における,グロープラグ本体の
断面図。
FIG. 13 is a sectional view of a glow plug body according to a fifth embodiment.

【図14】実施形態例6における,(A)グロープラグ
本体の断面図,(B)上記(A)のB−B矢視断面図。
14A is a cross-sectional view of a glow plug body according to a sixth embodiment, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図15】実施形態例6における,グロープラグ作動回
路図。
FIG. 15 is a glow plug operation circuit diagram according to a sixth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...グロープラグ, 10...本体, 11...絶縁体, 2...通電発熱体, 21,22...リード線, 3...イオン検出用電極, 30...先端部, 38...絶縁性多孔質層, 4...ハウジング, 45...シリンダヘッド, 451...渦流室, 1. . . Glow plug, 10. . . Body, 11. . . Insulator, 2. . . Current-carrying heating element, 21, 22,. . . Lead wire, 3. . . Electrode for ion detection, 30. . . Tip, 38. . . 3. an insulating porous layer; . . Housing, 45. . . Cylinder head, 451. . . Swirl chamber,

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと該ハウジング内に支持され
た本体とよりなるグロープラグにおいて,上記本体は,
絶縁体と,該絶縁体の内部に設けられた,通電発熱体,
該通電発熱体の両端部に電気的に接続されて絶縁体の外
部へ導出された一対のリード線,及び火炎中のイオン化
の状態を検出するためのイオン検出用電極とよりなり,
かつ上記イオン検出用電極は,少なくともその先端部
が,上記火炎中へ連通する連通孔を有する絶縁性多孔質
層により被覆されていることを特徴とするグロープラ
グ。
1. A glow plug comprising a housing and a main body supported in the housing, wherein the main body comprises:
An insulator, a current-carrying heating element provided inside the insulator,
A pair of lead wires electrically connected to both ends of the current-carrying heating element and led out of the insulator; and an ion detection electrode for detecting the state of ionization in the flame.
A glow plug, wherein at least the tip of the ion detection electrode is covered with an insulating porous layer having a communication hole communicating with the flame.
【請求項2】 請求項1において,上記絶縁性多孔質層
の厚みは0.2〜1.5mmであることを特徴とするグ
ロープラグ。
2. The glow plug according to claim 1, wherein said insulating porous layer has a thickness of 0.2 to 1.5 mm.
【請求項3】 請求項1又は2において,上記絶縁性多
孔質層と上記絶縁体とは,同じ材料により形成されてい
ることを特徴とするグロープラグ。
3. The glow plug according to claim 1, wherein the insulating porous layer and the insulator are formed of the same material.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
上記イオン検出用電極は,上記通電発熱体と兼用されて
いることを特徴とするグロープラグ。
4. The method according to claim 1, wherein:
A glow plug, wherein the ion detection electrode is also used as the electric heating element.
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