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JP2005061828A - Glow plug - Google Patents

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JP2005061828A
JP2005061828A JP2004311427A JP2004311427A JP2005061828A JP 2005061828 A JP2005061828 A JP 2005061828A JP 2004311427 A JP2004311427 A JP 2004311427A JP 2004311427 A JP2004311427 A JP 2004311427A JP 2005061828 A JP2005061828 A JP 2005061828A
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JP
Japan
Prior art keywords
sheath tube
coil
glow plug
heat generating
outer diameter
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.)
Withdrawn
Application number
JP2004311427A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Kumada
智哲 熊田
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.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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 NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2004311427A priority Critical patent/JP2005061828A/en
Publication of JP2005061828A publication Critical patent/JP2005061828A/en
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Abstract

【課題】 シーズチューブが小径であるにも関わらず強度に優れて、必要な発熱特性も容易に確保でき、さらに発熱コイルとシーズチューブとの短絡も起こしにくい構造のグロープラグを提供する。
【解決手段】 グロープラグ1において、シーズヒータ2は、先端側が閉じたシーズチューブ11と、そのシーズチューブ内において先端側に配置された発熱コイル21と、その発熱コイル21の後方側にこれと直列接続されるとともに、該発熱コイル21からの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイル21に対する通電を制御する制御コイル23とを有する。シーズチューブ11の発熱コイル収容部11aの軸断面径は3.0〜4.4mmとされ、肉厚tが0.3〜0.75mmとされる。また、軸断面径をD1としたときのt/D1の値が0.08〜0.2とされる。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glow plug having a structure that is excellent in strength despite the small diameter of a sheath tube, that can easily secure necessary heat generation characteristics, and that does not easily cause a short circuit between a heat generation coil and a sheath tube.
In a glow plug 1, a sheathed heater 2 is connected in series with a sheathed tube 11 whose tip end is closed, a heating coil 21 disposed on the leading end side in the sheathing tube, and a rear side of the heating coil 21. A control coil 23 is connected and increases the electrical resistance value by receiving heat generated from the heat generating coil 21 and controls energization of the heat generating coil 21. The axial cross-sectional diameter of the heat generating coil housing portion 11a of the sheath tube 11 is 3.0 to 4.4 mm, and the wall thickness t is 0.3 to 0.75 mm. Further, the value of t / D1 when the axial cross-sectional diameter is D1 is 0.08 to 0.2.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、ディーゼルエンジン予熱用等に使用されるグロープラグに関する。   The present invention relates to a glow plug used for diesel engine preheating and the like.

上記のようなグロープラグは一般に、耐熱性金属で構成されたシーズチューブの内側に、抵抗発熱線により構成された発熱コイルを絶縁粉末とともに封入したシーズヒータを用いるものが知られている。そして、このシーズヒータに主体金具を取り付け、その外周面に形成されたねじ部により、先端の発熱部が燃焼室内に位置するように、ディーゼルエンジンのエンジンブロックに取り付けて使用されることとなる。   A glow plug as described above is generally known that uses a sheathed heater in which a heating coil formed of a resistance heating wire is enclosed with an insulating powder inside a sheathed tube formed of a heat-resistant metal. Then, the metal shell is attached to the sheathed heater, and is used by being attached to the engine block of the diesel engine so that the heat generating part at the tip is located in the combustion chamber by the screw part formed on the outer peripheral surface thereof.

ところで、近年ではディーゼルエンジンの高性能化及び小型化に伴い、グロープラグも小型のものが要求されるようになっており、シーズチューブの主体金具からの突出部外径も、例えば5mm未満の寸法に小径化する傾向にある。しかしながら、シーズチューブが小径化すると強度が不足し、例えば取付けの際に誤って落下させたりして大きな衝撃が加わると、ヒータが破損しやすくなる問題がある。また、発熱コイルのサイズも小さくなることから、必要な発熱性能あるいは昇温特性が得にくくなることもある。他方、シーズチューブが小径化されるに伴い、発熱コイルがシーズチューブ内面に接触しやすくなって、短絡(ショート)の問題も生じやすい。   By the way, in recent years, with the high performance and miniaturization of the diesel engine, the glow plug is required to be small, and the outer diameter of the protruding portion from the metal shell of the sheath tube is also less than 5 mm, for example. Tend to be smaller. However, when the diameter of the sheath tube is reduced, the strength is insufficient. For example, when a large impact is applied by accidentally dropping the sheath tube, there is a problem that the heater is easily damaged. Further, since the size of the heating coil is reduced, it may be difficult to obtain necessary heat generation performance or temperature rise characteristics. On the other hand, as the diameter of the sheath tube is reduced, the heat generating coil easily comes into contact with the inner surface of the sheath tube, and a problem of short circuit is likely to occur.

本発明の課題は、シーズチューブが小径であるにもかかわらず強度に優れて、必要な発熱性能も容易に確保でき、さらに発熱コイルとシーズチューブとの短絡も起こしにくい構造のグロープラグを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a glow plug having a structure that is excellent in strength despite the small diameter of the sheath tube, that can easily ensure the necessary heat generation performance, and that does not easily cause a short circuit between the heat generation coil and the sheath tube. There is.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記課題を解決するために、本発明のグロープラグの第一の構成は、
先端側が閉じたシーズチューブと、
そのシーズチューブ内においてその先端側に配置される発熱コイルとを含み、 シーズチューブの発熱コイルを収容している部分(発熱コイル収容部)の外径が3.0〜4.4mmとされるとともに、その肉厚tが0.3〜0.75mmであり、かつ外径をD1としたときのt/D1の値が0.08〜0.2であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the first configuration of the glow plug of the present invention is:
A sheathed tube with a closed tip,
The outer diameter of the portion (the heat generating coil accommodating portion) that accommodates the heat generating coil of the sheathed tube is 3.0 to 4.4 mm. The thickness t is 0.3 to 0.75 mm, and the value of t / D1 when the outer diameter is D1 is 0.08 to 0.2.

すなわち、上記本発明のグロープラグの構成においては小型化のニーズに呼応すべく、シーズチューブの発熱コイル収容部の外径を3.0〜4.4mmの数値に設定した。そして、その第一の構成では、シーズチューブの発熱コイル収容部の肉厚tを0.3〜0.75mm、同じく外径をD1としたときのt/D1の値を0.08〜0.2とすることで、シーズチューブが小径化しているにもかかわらず十分な強度を確保でき、ひいては落下等による衝撃を受けた場合での折損等が生じにくくなる。また、上記数値範囲設定により、シーズチューブが小径化している割りには、発熱コイルの外径も比較的大きく設定でき、必要な発熱性能も確保しやすくなる。   That is, in the structure of the glow plug of the present invention, the outer diameter of the heat generating coil housing portion of the sheath tube is set to a numerical value of 3.0 to 4.4 mm in order to meet the needs for downsizing. In the first configuration, the thickness t of the heat generating coil housing portion of the sheath tube is 0.3 to 0.75 mm, and the value of t / D1 when the outer diameter is D1 is 0.08 to 0.00. By setting it to 2, sufficient strength can be ensured even though the sheath tube is reduced in diameter, and as a result, breakage or the like when receiving an impact due to dropping or the like is less likely to occur. In addition, by setting the numerical range, the outer diameter of the heat generating coil can be set to be relatively large even if the sheath tube is reduced in diameter, and the required heat generation performance can be easily secured.

上記肉厚tが0.3mm未満になるとシーズチューブの強度が不足し、例えば取付けの際に誤って落下させたりして大きな衝撃が加わると、ヒータが破損しやすくなる。他方、本発明においては、シーズチューブの外径が4.4mm以下に制限されている関係上、肉厚tが0.75mmを超えるとシーズチューブ内径が小さくなり過ぎ、発熱コイルの径を十分に確保できなくなって、必要な発熱性能が得られなくなる場合がある。この場合、発熱コイルの径を無理に大きくしようとすると、シーズチューブ内面と発熱コイル及び制御コイルとの間で短絡を生じやすくなることはいうまでもない。なお、上記肉厚tは、望ましくは0.45〜0.6mmの範囲で調整されているのがよい。   When the thickness t is less than 0.3 mm, the strength of the sheath tube is insufficient. For example, if a large impact is applied by accidentally dropping the sheath tube, the heater is likely to be damaged. On the other hand, in the present invention, since the outer diameter of the sheath tube is limited to 4.4 mm or less, when the wall thickness t exceeds 0.75 mm, the inner diameter of the sheath tube becomes too small, and the diameter of the heating coil is sufficiently increased. It may not be possible to secure the necessary heat generation performance. In this case, it goes without saying that if the diameter of the heat generating coil is forcibly increased, a short circuit is likely to occur between the inner surface of the sheath tube and the heat generating coil and the control coil. The wall thickness t is desirably adjusted within a range of 0.45 to 0.6 mm.

次に、本発明のグロープラグの第二の構成は、
先端側が閉じたシーズチューブと、
そのシーズチューブ内においてその先端側に配置される発熱コイルとを含み、 シーズチューブの発熱コイルを収容している部分(発熱コイル収容部)の外径が3.0〜4.4mmとされるとともに、発熱コイル収容部の内径をD2、発熱コイルの外径をd1としたときに、両者の半径差CG=(D2−d1)/2が0.1〜0.8mmの範囲にて調整されていることを特徴とする。
Next, the second configuration of the glow plug of the present invention is:
A sheathed tube with a closed tip,
The outer diameter of the portion (the heat generating coil accommodating portion) that accommodates the heat generating coil of the sheathed tube is 3.0 to 4.4 mm. When the inner diameter of the heating coil housing part is D2 and the outer diameter of the heating coil is d1, the radius difference CG = (D2−d1) / 2 is adjusted within the range of 0.1 to 0.8 mm. It is characterized by being.

上記第二の構成では、該CGを、0.1〜0.8mmの範囲にて調整することで、シーズチューブが小径化しているにもかかわらず発熱コイルとシーズチューブとの間の短絡を生じにくくすることができる。CGが0.1mm未満になると、発熱コイル収容部の内面と発熱コイル外面との間で短絡を生じやすくなるほか、発熱性能の劣化を招く場合もある。他方、CGが0.8mmを超えると、例えばシーズチューブ内に発熱コイル及び制御コイルを絶縁材料(例えばマグネシア粉末)とともに封入し、さらに鍛造加工によりこれを縮径してグロープラグを製造する際に、コイルがシーズチューブ内にて蛇行しやすくなり、同様に短絡を生じやすくなる。なお、CGの値は、望ましくは0.2〜0.6mmの範囲にて調整するのがよい。   In the second configuration, by adjusting the CG within a range of 0.1 to 0.8 mm, a short circuit occurs between the heat generating coil and the sheath tube even though the sheath tube is reduced in diameter. Can be difficult. If the CG is less than 0.1 mm, a short circuit is likely to occur between the inner surface of the heat generating coil housing and the outer surface of the heat generating coil, and the heat generating performance may be deteriorated. On the other hand, when CG exceeds 0.8 mm, for example, when a glow plug is manufactured by encapsulating a heat generating coil and a control coil together with an insulating material (for example, magnesia powder) in a seed tube, and further reducing the diameter by forging. The coil is likely to meander in the sheath tube, and similarly, a short circuit is likely to occur. Note that the value of CG is desirably adjusted within a range of 0.2 to 0.6 mm.

この第二の構成に前記第一の構成を組み合わせると、上記短絡防止の効果に加え、シーズチューブの強度が向上する、あるいは発熱性能が確保しやすいといった効果も合わせて達成されるのでさらに望ましい。   It is further desirable to combine the first configuration with the second configuration, in addition to the effect of preventing the short circuit, since the effect of improving the strength of the sheath tube or easily ensuring the heat generation performance is also achieved.

なお、上記第一及び第二の構成のいずれにおいても、シーズチューブの発熱コイル収容部の外径が3.0mm未満になると、発熱コイルの外径が小さくなり過ぎ、十分な発熱性能が得られなくなるので、該外径は3.0mm以上の範囲で設定する。   In any of the first and second configurations, when the outer diameter of the heat generation coil housing portion of the sheath tube is less than 3.0 mm, the outer diameter of the heat generation coil becomes too small, and sufficient heat generation performance is obtained. Therefore, the outer diameter is set in a range of 3.0 mm or more.

また、発熱コイルの外径d1は、1.5〜3.0mmとするのがよい。該外径d1が1.5mm未満になると、必要な発熱性能が得られなくなる場合がある。他方、3.0mmを超えると、シーズチューブの発熱コイル収容部の外径が4.4mm以下に制限されている関係上、その肉厚tが小さくなり過ぎ、強度が不足する不具合につながる。また、上記発熱コイルの外径d1と発熱コイル収容部の内径D2との比d1/D2は0.5〜0.8の範囲で調整されているのがよい。d1/D2が0.8を超えると、発熱性能の低下を招く場合があるほか、発熱コイル収容部の内面と発熱コイルの外面との間で短絡を生じやすくなる。また、d1/D2が0.5未満になると、コイルがシーズチューブ内にて蛇行しやすくなり、同様に短絡を生じやすくなる。   The outer diameter d1 of the heating coil is preferably 1.5 to 3.0 mm. When the outer diameter d1 is less than 1.5 mm, necessary heat generation performance may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 3.0 mm, the outer diameter of the heat generating coil housing part of the sheath tube is limited to 4.4 mm or less, so that the thickness t becomes too small, leading to a problem that the strength is insufficient. Further, the ratio d1 / D2 between the outer diameter d1 of the heat generating coil and the inner diameter D2 of the heat generating coil housing portion is preferably adjusted in the range of 0.5 to 0.8. If d1 / D2 exceeds 0.8, the heat generation performance may be deteriorated, and a short circuit is likely to occur between the inner surface of the heating coil housing and the outer surface of the heating coil. Further, when d1 / D2 is less than 0.5, the coil is likely to meander in the sheath tube, and similarly, a short circuit is likely to occur.

なお、シーズチューブは、例えばステンレス鋼、鉄基耐熱合金及びNi基耐熱合金のいずれかにより構成することができる。例えばグロープラグとしてシーズヒータを使用する場合、エンジン燃焼室内にて高温のガス流に直接さらされるシーズチューブをこれら材質にて構成することにより、その耐久性を向上させることができる。ステンレス鋼としては、各種オーステナイト系ステンレス鋼が、耐食性が特に良好であるので本発明に好適に使用できる。   The sheath tube can be made of, for example, any one of stainless steel, iron-base heat-resistant alloy, and Ni-base heat-resistant alloy. For example, when a sheathed heater is used as a glow plug, the durability of the sheathed tube can be improved by forming the sheathed tube made of these materials directly exposed to a high-temperature gas flow in the engine combustion chamber. As the stainless steel, various austenitic stainless steels can be suitably used in the present invention because they have particularly good corrosion resistance.

この場合の、特に耐熱性が要求される場合にはNi基耐熱合金、例えばInconel601(Inconelは商標名)等のNi基超耐熱合金を好適に使用できる。また、高速インジェクション型ディーゼルエンジンのように、スワール流速の大きい環境下で使用する場合においては、高温ガス流による酸化消耗を抑制するため、オーステナイト系ステンレス鋼のうちでも特にNi含有量の高い組成を有するもの(例えばSUS310S)や、これと類似の組成を有するオーステナイト系耐熱鋼(例えばSUH309、SUH310、SUH330など)を好適に使用できる。   In this case, particularly when heat resistance is required, a Ni-based heat-resistant alloy such as Inconel 601 (Inconel is a trade name) can be suitably used. In addition, when used in an environment with a high swirl flow rate, such as a high-speed injection type diesel engine, in order to suppress oxidation consumption due to a high-temperature gas flow, a composition having a particularly high Ni content among austenitic stainless steels is used. Austenitic heat resistant steel (for example, SUH309, SUH310, SUH330, etc.) having a composition similar to that (for example, SUS310S) or the like can be suitably used.

また、発熱コイルの材質は、公知のグロープラグと同様の材質、例えば鉄−クロム系合金(例えば鉄を主体としてクロムを13〜30重量%含有する合金)、ニッケル−クロム合金(例えばニッケルを主体としてクロムを8〜22重量%含有する合金)等を使用できる。他方、制御コイルの材質としては、上記発熱コイルの材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質が用いられ、例えばコバルト−鉄合金(コバルトを主体として鉄を6〜18重量%程度含有するもの)が、耐久性に優れているので本発明に好適に使用できるが、このほか、ニッケルメッキ鉄線やニッケル線等も使用できる。   The material of the heating coil is the same as that of a known glow plug, for example, an iron-chromium alloy (for example, an alloy mainly containing iron and containing 13 to 30% by weight of chromium), a nickel-chromium alloy (for example, mainly nickel). As an alloy containing 8 to 22% by weight of chromium. On the other hand, as the material of the control coil, a material having a temperature coefficient of electrical specific resistance larger than that of the heat generating coil is used. For example, a cobalt-iron alloy (containing about 6 to 18% by weight of iron mainly containing cobalt). However, since it is excellent in durability, it can be suitably used in the present invention. In addition, nickel-plated iron wires, nickel wires, and the like can also be used.

そして、発熱コイルと制御コイルとは、適宜の材質、線径及びコイル長の選択により、発熱コイルの電気抵抗値をRH、同じく制御コイルの電気抵抗値をRCとして、室温での電気抵抗比(RH/RC)RTの値が1以上となり、かつ800℃での電気抵抗比(RH/RC)800の値が0.1〜0.4となるように調整するのがよい。(RH/RC)RTの値が1未満になると、ヒータの速熱性が十分に確保できなくなる場合がある。他方、(RH/RC)800の値が0.1未満になると、制御コイルによる通電制御が過剰となり、発熱コイルが十分に発熱できなくなる場合がある。また、(RH/RC)800が0.4を超えると、制御コイルによる通電制御効果が不十分となり、発熱コイルの過昇が生じやすくなる。   The heating coil and the control coil can be selected from appropriate materials, wire diameters, and coil lengths, with the resistance value of the heating coil as RH and the resistance value of the control coil as RC, respectively. It is preferable that the value of (RH / RC) RT is 1 or more and the value of the electric resistance ratio (RH / RC) 800 at 800 ° C. is 0.1 to 0.4. If the value of (RH / RC) RT is less than 1, the heater may not be able to ensure sufficient rapid heat characteristics. On the other hand, if the value of (RH / RC) 800 is less than 0.1, the energization control by the control coil becomes excessive, and the heating coil may not be able to generate heat sufficiently. On the other hand, if (RH / RC) 800 exceeds 0.4, the energization control effect by the control coil becomes insufficient, and the heating coil is likely to overheat.

次に、シーズチューブの主体金具からの突出部長さは24〜50mmとするのがよい。突出部長さが24mm未満になると、該突出部内における発熱コイルと制御コイルとの収容スペースが不十分となり、ひいては所期の昇温特性(あるいは発熱性能)を得るのに必要なコイル長を確保できなくなる場合がある。他方、該長さが50mmを超えると、シーズチューブ径が細径であるため突出部の強度が不足し、衝撃等が加わった場合に折損等を生じやすくなる。なお、該突出長さは、望ましくは28〜40mmとするのがよい。   Next, the length of the protrusion from the metal shell of the sheath tube is preferably 24 to 50 mm. If the length of the protruding portion is less than 24 mm, the space for accommodating the heating coil and the control coil in the protruding portion becomes insufficient, and as a result, the coil length necessary to obtain the desired temperature rise characteristic (or heating performance) can be secured. It may disappear. On the other hand, when the length exceeds 50 mm, since the sheath tube diameter is small, the strength of the protruding portion is insufficient, and breakage or the like is likely to occur when an impact or the like is applied. The protruding length is desirably 28 to 40 mm.

なお、上記グロープラグにおいては、シーズチューブ内に配置された抵抗線コイル(発熱コイルあるいは発熱コイルと制御コイル)に対し、該シーズチューブに基端側から挿入された通電端子軸を介して通電を行うのが一般的である。この場合、その通電端子軸の先端を抵抗線コイルの後端に接続するとともに、その通電端子軸の先端を主体金具端面から突出して位置させることができる。例えば、シーズチューブの突出部に横方向の力が作用した場合、主体金具の開口内縁部との当接位置に強い曲げ力が集中しやすくなる。そこで、通電端子軸の先端を主体金具端面から突出させることで、シーズチューブの上記当接部分が補強され、曲げに対する強度が向上する。この場合、曲げ力が作用したときのシーズチューブへの力の集中位置は、むしろ通電端子軸の先端位置付近となるから、該位置からシーズチューブの先端までの長さを24〜50mm、望ましくは24〜42mmとするのがよい。   In the above glow plug, the resistance wire coil (heating coil or heating coil and control coil) arranged in the sheath tube is energized via an energizing terminal shaft inserted into the sheath tube from the base end side. It is common to do it. In this case, while the front-end | tip of the electricity supply terminal axis | shaft can be connected to the rear end of a resistance wire coil, the front-end | tip of the current supply terminal axis | shaft can be located protruding from a metal fitting end surface. For example, when a lateral force acts on the projecting portion of the sheath tube, a strong bending force tends to concentrate on the contact position with the opening inner edge of the metal shell. Therefore, by projecting the tip of the energizing terminal shaft from the end face of the metal shell, the contact portion of the sheath tube is reinforced, and the strength against bending is improved. In this case, the concentrated position of the force on the sheath tube when a bending force is applied is rather near the tip position of the current-carrying terminal shaft. Therefore, the length from the position to the tip of the sheath tube is preferably 24 to 50 mm, preferably It is good to set it as 24-42 mm.

次に、上記グロープラグにおいては、シーズチューブの外径が小さくなると、主体金具へのその組付け性が悪くなる場合がある。この場合、主体金具の、シーズチューブが配置される孔部の内径を、該シーズチューブの主体金具からの突出部よりも大径に形成し、シーズチューブの基端部を上記主体金具の孔部内径に対応する寸法となるように拡径し、その拡径部にて主体金具の孔部内にろう付け、溶接及び圧入のいずれかにより接合する構成とするこができる。シーズチューブの基端部を拡径して、この拡径部において主体金具に接合するようにすることで、上記組付け性を向上させることができる。   Next, in the above glow plug, when the outer diameter of the sheath tube is reduced, its assembling property to the metal shell may be deteriorated. In this case, the inner diameter of the hole portion in which the sheath tube is disposed of the metal shell is formed larger than the protruding portion from the metal shell of the sheath tube, and the base end portion of the sheath tube is the hole portion of the metal shell. The diameter can be increased to a size corresponding to the inner diameter, and the expanded diameter portion can be joined into the hole of the metal shell by brazing, welding, or press fitting. The assembling property can be improved by expanding the diameter of the base end portion of the sheath tube and joining the metal shell to the metal shell at the expanded diameter portion.

上記グロープラグは、シーズチューブ内において軸線方向に複数の抵抗線コイルが配置され、その抵抗線コイルは、シーズチューブ内において、その先端側に配置される発熱コイルと、その発熱コイルの後方側にこれと直列接続されるとともに、該発熱コイルからの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイルに対する通電を制御する制御コイルとを含むものとして構成することができる。   In the glow plug, a plurality of resistance wire coils are arranged in the axial direction in the sheath tube, and the resistance wire coil is disposed in the sheath tube at the front end side thereof and on the rear side of the heat generation coil. In addition to being connected in series with this, it can be configured to include a control coil that increases the electric resistance value by receiving heat generated from the heat generating coil and controls energization to the heat generating coil.

グロープラグにおけるヒータ昇温性能に対しては、エンジンの始動性を向上させるためになるべく短時間で飽和温度に到達する、いわゆる速熱性が要求されることが多い。一法として、通電初期において発熱コイルに大電流を通じることにより昇温速度を高めることが考えられるが、コイル温度が過昇しやすくなり、コイルの断線やシーズチューブの溶損といったトラブルにつながる問題がある。上記構造のグロープラグにおいては、通電初期においては制御コイルの温度が低く電気抵抗値が小さいため、発熱コイルには比較的大きな電流が流れてこれを急速昇温させる。そして、発熱コイルの温度が上昇すると、その発熱により制御コイルが加熱されて電気抵抗値が増大し、発熱コイルへの通電電流値が減少する。これにより、ヒータの昇温特性は、通電初期に急速昇温した後、以降は制御コイルの働きにより通電電流が抑制されて温度が飽和する形となるので、速熱性を高めつつコイル温度の過昇も生じにくくすることができる。   In order to improve the startability of the engine, the so-called rapid heating property that reaches the saturation temperature in as short a time as possible is often required for the heater temperature raising performance in the glow plug. One possible method is to increase the rate of temperature rise by passing a large current through the heating coil at the beginning of energization, but the coil temperature tends to rise excessively, leading to problems such as coil disconnection and sheath tube melting. There is. In the glow plug having the above structure, since the temperature of the control coil is low and the electrical resistance value is small at the initial stage of energization, a relatively large current flows through the heating coil to rapidly raise the temperature. Then, when the temperature of the heating coil rises, the control coil is heated by the heat generation, the electrical resistance value increases, and the energization current value to the heating coil decreases. As a result, the temperature rise characteristic of the heater is such that after the temperature rises rapidly at the beginning of energization, the current is suppressed by the action of the control coil and the temperature is saturated. Ascent can also be made difficult to occur.

上記本発明のグロープラグは、車両用ディーゼルエンジンのグロープラグとして使用する場合は、通電初期にピーク温度TPを有して該ピーク温度TP以下で飽和する昇温特性(以下、これを過昇防止型昇温特性という)を有していることが望ましい。すなわち、車両等においてはグロープラグの電源としてバッテリーが使用される。この場合、グロープラグは、常に一定のバッテリー電圧(例えば12V)にて通電されるのではなく、通常はこれにオルタネータ等からの重畳電圧が加わり、バッテリー電圧よりも高圧側(例えば最大14V程度)に変動した形で通電されることのほうが多い。この場合、昇温特性が上記のようなものとなっていることで、ヒータの過昇を効果的に防止することができる。   When the glow plug of the present invention is used as a glow plug of a diesel engine for a vehicle, it has a temperature rise characteristic that has a peak temperature TP at the beginning of energization and saturates at or below the peak temperature TP (hereinafter referred to as overheating prevention) It is desirable to have a mold temperature rise characteristic). That is, in a vehicle or the like, a battery is used as a power source for the glow plug. In this case, the glow plug is not always energized at a constant battery voltage (for example, 12V), but usually a superimposed voltage from an alternator or the like is added to the glow plug, so that it is higher than the battery voltage (for example, about 14V at the maximum). It is more often energized in a fluctuating manner. In this case, since the temperature rise characteristics are as described above, it is possible to effectively prevent overheating of the heater.

また、制御コイルは、発熱コイルの後端に対し、該発熱コイルの巻線ピッチよりも大きいコイル間ギャップを隔てた形でこれに直結することができる。この場合、該コイル間ギャップの大きさは0.8〜3mmに調整するのがよい。コイル間ギャップの大きさが3mmを超えると、発熱コイルによる制御コイルの加熱が進みにくくなり、発熱コイルが過昇しやすくなる。他方、コイル間ギャップの大きさが0.8mm未満になると、制御コイルの抵抗値が急激に大きくなり過ぎて速熱性が確保されなかったり、飽和温度が低くなり過ぎて十分な発熱性能が得られなくなったりする場合がある。なお、上記コイル間ギャップの大きさは、より望ましくは1〜2mmに調整するのがよい。なお、本発明においてコイル間ギャップは、発熱コイルと制御コイルとの接続点から発熱コイルに沿って半巻分移動した位置と、同じく制御コイル側に半巻分移動した位置との間の、コイル軸線方向における距離として定義する。   Further, the control coil can be directly connected to the rear end of the heat generating coil with a gap between the coils larger than the winding pitch of the heat generating coil. In this case, the size of the gap between the coils is preferably adjusted to 0.8 to 3 mm. When the gap between the coils exceeds 3 mm, the heating of the control coil by the heating coil is difficult to proceed, and the heating coil is likely to rise excessively. On the other hand, if the gap between the coils is less than 0.8 mm, the resistance value of the control coil becomes too large and rapid heating cannot be ensured, or the saturation temperature becomes too low to obtain sufficient heat generation performance. It may disappear. The size of the inter-coil gap is more preferably adjusted to 1 to 2 mm. In the present invention, the inter-coil gap is a coil between a position moved half a turn along the heating coil from the connection point between the heating coil and the control coil and a position moved half a turn to the control coil side. It is defined as the distance in the axial direction.

次に、本発明のグロープラグは、速熱性の要求を満足するために、室温において通電電圧11Vにて昇温特性を測定したときに、ピーク温度TPが800℃以上であり、かつそのピーク温度TPに到達する途上において800℃に到達するまでの通電時間t800が8秒以下(望ましくは5秒以下)となっていることが望ましい。   Next, the glow plug of the present invention has a peak temperature TP of 800 ° C. or higher when the temperature rise characteristic is measured at an energization voltage of 11 V at room temperature in order to satisfy the requirement for rapid thermal performance. On the way to reach TP, the energization time t800 until reaching 800 ° C. is desirably 8 seconds or less (preferably 5 seconds or less).

また、上記グロープラグにおいては、室温において通電電圧11Vにて上記昇温特性を測定したときに、そのピーク温度TPと通電開始から60秒後の温度(以下、60秒後温度という)TSとの差TP−TSが50〜200℃となっていることが望ましい。TP−TSが50℃未満になると、通電電圧が高くなる方向に変動した場合、ヒータの過昇を招きやすくなる。他方、TP−TSが200℃を超えると飽和温度が低くなり過ぎ、必要な発熱性能が確保できなくなる。TP−TSは、望ましくは80〜150℃となっているのがよい。   In the glow plug, when the temperature rise characteristic is measured at room temperature with an energization voltage of 11 V, the peak temperature TP and the temperature after 60 seconds from the start of energization (hereinafter referred to as the temperature after 60 seconds) TS. The difference TP-TS is preferably 50 to 200 ° C. When TP−TS is less than 50 ° C., when the energization voltage fluctuates in the direction of increasing, the heater is likely to rise excessively. On the other hand, if TP-TS exceeds 200 ° C., the saturation temperature becomes too low, and the necessary heat generation performance cannot be ensured. TP-TS is desirably 80 to 150 ° C.

上記ピーク温度TPは、900〜1150℃となっているのがよい。ピーク温度TPが900℃未満になると発熱が不十分となり、エンジン予熱等の機能が十分に果たされなくなる場合がある。他方、ピーク温度TPが1150℃を超えると、発熱が大きくなり過ぎ、発熱コイルの寿命低下を招く場合がある。なお、ピーク温度TPは、望ましくは80〜150℃となっているのがよい。   The peak temperature TP is preferably 900 to 1150 ° C. When the peak temperature TP is less than 900 ° C., heat generation is insufficient, and functions such as engine preheating may not be performed sufficiently. On the other hand, if the peak temperature TP exceeds 1150 ° C., the heat generation becomes too large, and the life of the heat generating coil may be reduced. The peak temperature TP is desirably 80 to 150 ° C.

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

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図1は、本発明のグロープラグの一例を示す全体図及びその縦断面図である。該グロープラグ1は、シーズヒータ2と、その外側に配置された主体金具3とを備える。シーズヒータ2は、図2に示すように、先端側が閉じたシーズチューブ11の内側に、2つの抵抗線コイル、すなわち先端側に配置された発熱コイル21と、その後端に溶接等により直列接続された制御コイル23とが、絶縁材料としてのマグネシア粉末27とともに封入されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings.
FIG. 1 is an overall view showing an example of a glow plug of the present invention and a longitudinal sectional view thereof. The glow plug 1 includes a sheathed heater 2 and a metal shell 3 disposed on the outside thereof. As shown in FIG. 2, the sheathed heater 2 is connected in series with two resistance wire coils, that is, a heating coil 21 disposed on the distal end side, and a rear end thereof by welding or the like inside a sheathed tube 11 whose distal end is closed. The control coil 23 is enclosed together with a magnesia powder 27 as an insulating material.

図1に示すように、シーズチューブ11の、発熱コイル21及び制御コイル23を収容している本体部11aは、先端側が主体金具3から突出して突出部を形成している。この本体部11aは、外径D1がほぼ一様な円筒状(ただし、先端部は丸められている)に形成されており、該D1が3.0〜4.4mm(望ましくは3.5〜4.0mm)とされている。ここで、発熱コイル21はその先端においてシーズチューブ11と導通しているが、発熱コイル21及び制御コイル23の外周面とシーズチューブ11の内周面とは、マグネシア粉末の介在により絶縁された状態となっている。   As shown in FIG. 1, the main body portion 11 a of the sheath tube 11 that accommodates the heat generating coil 21 and the control coil 23 projects from the metal shell 3 to form a protruding portion. The main body 11a is formed in a cylindrical shape having a substantially uniform outer diameter D1 (however, the tip is rounded), and the D1 is 3.0 to 4.4 mm (preferably 3.5 to 4). 4.0 mm). Here, although the heat generating coil 21 is electrically connected to the sheath tube 11 at the tip, the outer peripheral surface of the heat generating coil 21 and the control coil 23 and the inner peripheral surface of the sheath tube 11 are insulated by the intervention of magnesia powder. It has become.

図2において、発熱コイル21は、例えばその20℃での電気比抵抗ρ20が80〜180μΩ・cm、800℃での電気比抵抗をρ800として、ρ800/ρ20が0.9〜1.2程度の材料、具体的には鉄−クロム合金線あるいはニッケル−クロム合金線等により構成されている。そのコイルの線径kは0.15〜0.4mm、コイル長CL1は5〜12mm、コイル外径d1は1.5〜3.0mm、巻線ピッチPは0.2〜0.8mm、巻線ターン数Nは8〜15である。   In FIG. 2, the heating coil 21 has an electrical resistivity ρ20 at 20 ° C. of 80 to 180 μΩ · cm, an electrical resistivity at 800 ° C. of ρ800, and ρ800 / ρ20 of about 0.9 to 1.2. It is made of a material, specifically, an iron-chromium alloy wire or a nickel-chromium alloy wire. The coil has a wire diameter k of 0.15 to 0.4 mm, a coil length CL1 of 5 to 12 mm, a coil outer diameter d1 of 1.5 to 3.0 mm, a winding pitch P of 0.2 to 0.8 mm, The number of line turns N is 8-15.

また、制御コイル23は、例えばその20℃での電気比抵抗ρ20が5〜25μΩ・cm、800℃での電気比抵抗をρ800として、ρ800/ρ20が7〜12程度の材料、具体的には鉄−クロム合金線あるいはニッケル−クロム合金線等により構成されている。そのコイルの線径kは0.17〜0.3mm、コイル長CL2は10〜32mm、コイル外径d1は1.5〜3.0mm、巻線ピッチPは0.2〜0.8mm、巻線ターン数Nは25〜40である。   The control coil 23 is made of, for example, a material having an electric specific resistance ρ20 at 20 ° C. of 5 to 25 μΩ · cm, an electric specific resistance at 800 ° C. of ρ800, and ρ800 / ρ20 of about 7 to 12, specifically An iron-chromium alloy wire or a nickel-chromium alloy wire is used. The coil wire diameter k is 0.17 to 0.3 mm, coil length CL2 is 10 to 32 mm, coil outer diameter d1 is 1.5 to 3.0 mm, winding pitch P is 0.2 to 0.8 mm, winding The number N of line turns is 25-40.

また、発熱コイル21と制御コイル23とは、発熱コイルの電気抵抗値をRH、同じく制御コイルの電気抵抗値をRCとして、室温での電気抵抗比(RH/RC)RTの値が1以上となり、かつ800℃での電気抵抗比(RH/RC)800の値が0.1〜0.4となるように調整されている。これら発熱コイル21及び制御コイル23の間には、発熱コイル21の巻線ピッチよりも大きいコイル間ギャップ25が形成されている。このコイル間ギャップ25の大きさJLは、0.8〜3mm、望ましくは1〜2mmの範囲で調整される。また、これを発熱コイル21の巻線ピッチPにて捉えた場合は、0.2〜0.8ピッチ(望ましくは0.3〜0.6ピッチ)の範囲で調整される。   Further, the heating coil 21 and the control coil 23 have an electrical resistance ratio (RH / RC) RT of 1 or more at room temperature, where RH is the resistance value of the heating coil and RC is the resistance value of the control coil. In addition, the value of the electric resistance ratio (RH / RC) 800 at 800 ° C. is adjusted to be 0.1 to 0.4. Between the heat generating coil 21 and the control coil 23, an inter-coil gap 25 larger than the winding pitch of the heat generating coil 21 is formed. The size JL of the inter-coil gap 25 is adjusted in the range of 0.8 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm. Moreover, when this is caught by the winding pitch P of the heat generating coil 21, it is adjusted in the range of 0.2 to 0.8 pitch (preferably 0.3 to 0.6 pitch).

次に、シーズチューブ11は、前述の本体部11aと基端側においてこれよりも大径に形成された拡径部11bとを有している。そして、その本体部11aの肉厚tは0.3〜0.75mm(望ましくは0.45〜0.6mm)であり、かつt/D1の値が0.08〜0.2(望ましくは0.11〜0.17mm)となっている。また、本体部11aの内径をD2、発熱コイル21及び制御コイル23の外径をd1としたときの、それらの半径差CG=(D2−d1)/2の値は、0.1〜0.8mm(望ましくは0.2〜0.6mm)とされている。さらに、上記コイル21,23の外径d1と本体部11aの内径D2との比d1/D2は0.5〜0.8(望ましくは0.6〜0.7)とされている。   Next, the sheath tube 11 has the above-mentioned main body part 11a and a diameter-enlarged part 11b formed larger in diameter on the base end side. The thickness t of the main body 11a is 0.3 to 0.75 mm (desirably 0.45 to 0.6 mm), and the value of t / D1 is 0.08 to 0.2 (desirably 0). .11 to 0.17 mm). Further, when the inner diameter of the main body 11a is D2, and the outer diameters of the heating coil 21 and the control coil 23 are d1, the value of the radius difference CG = (D2-d1) / 2 is 0.1-0. It is 8 mm (desirably 0.2 to 0.6 mm). Further, the ratio d1 / D2 between the outer diameter d1 of the coils 21 and 23 and the inner diameter D2 of the main body 11a is set to 0.5 to 0.8 (preferably 0.6 to 0.7).

シーズチューブ11には、基端側から棒状の通電端子軸13が挿入され、その先端が制御コイル23の後端に溶接等により接続されている。他方、図1に示すように、該通電端子軸13の後端部には雄ねじ部13aが形成されている。   A rod-shaped energizing terminal shaft 13 is inserted into the sheath tube 11 from the base end side, and the tip thereof is connected to the rear end of the control coil 23 by welding or the like. On the other hand, as shown in FIG. 1, a male screw portion 13 a is formed at the rear end portion of the energizing terminal shaft 13.

このようなシーズヒータ2の構造は、例えば次のようにして製造することができる。すなわち、図3(b)に示すように、最終寸法よりも加工代分だけ大径に形成されたシーズチューブ11’内に、発熱コイル及び制御コイルをマグネシア粉末とともに封入し、この状態でシーズチューブ11’に回転鍛造加工(スエージ加工)を施すことにより、本体部11aと拡径部11bとを形成する。   Such a structure of the sheathed heater 2 can be manufactured as follows, for example. That is, as shown in FIG. 3B, a heat generating coil and a control coil are enclosed together with magnesia powder in a sheath tube 11 ′ formed with a diameter larger than the final dimension by the machining allowance. The main body part 11a and the enlarged diameter part 11b are formed by subjecting 11 'to a rotary forging process (swage process).

上記スエージ加工は、例えば図3(a)に示すスエージングマシン70を用いて行うことができる。該スエージングマシン70においては、シーズチューブ11’を取り囲むように配置された複数のダイス73がそれぞれ対応するハンマ72によって支えられており、それらが回転主軸74内に配置されて一体的に回転させられる。この回転主軸74は、焼き入れ鋼等で構成された複数のローラ71を有するケージ75の内側で回転するようになっており、回転主軸74とともに回転しながらハンマ72がローラ71の位置にくると、ダイス73が圧縮され、ハンマ72が隣接するローラ71,71の間にくるとダイス73は遠心力によって開く。従って、回転主軸74の回転数を一定以上に上げれば、ダイス73による圧縮加工を何度も繰り返すことができる。   The swaging process can be performed using, for example, a swaging machine 70 shown in FIG. In the swaging machine 70, a plurality of dies 73 arranged so as to surround the sheath tube 11 ′ are supported by corresponding hammers 72, and these dies are arranged in the rotation main shaft 74 to rotate integrally. It is done. The rotating main shaft 74 is configured to rotate inside a cage 75 having a plurality of rollers 71 made of hardened steel or the like. When the hammer 72 comes to the position of the roller 71 while rotating with the rotating main shaft 74. When the die 73 is compressed and the hammer 72 comes between the adjacent rollers 71, 71, the die 73 is opened by centrifugal force. Therefore, if the rotation speed of the rotation spindle 74 is increased to a certain level or more, the compression process using the die 73 can be repeated many times.

次に、主体金具3は、図1に示すように、軸方向の貫通孔4を有する筒状に形成され、ここにシーズヒータ2が、一方の開口端からシーズチューブ11の先端側を所定長突出させた状態で挿入・固定されている。該主体金具3の外周面には、グロープラグ1をディーゼルエンジンに取り付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部9が形成されており、これに続く形で取付け用のねじ部7が形成されている。   Next, as shown in FIG. 1, the metal shell 3 is formed in a cylindrical shape having an axial through hole 4, where the sheathed heater 2 extends from one opening end to the distal end side of the sheathed tube 11 by a predetermined length. Inserted and fixed in a protruding state. A tool engaging portion 9 having a hexagonal cross section for engaging a tool such as a torque wrench when the glow plug 1 is attached to the diesel engine is formed on the outer peripheral surface of the metal shell 3. A screw part 7 for attachment is formed.

主体金具3の貫通孔4は、シーズチューブ11が突出する開口側に位置する大径部4bと、これに続く小径部4aとを備え、この小径部4aにシーズチューブ11bの基端側に形成された大径部11bが圧入され、固定されている。他方、貫通孔4の反対側の開口部には座ぐり部3aが形成され、ここに、通電端子軸13に外装されたゴム製のOリング15と絶縁ブッシュ(例えばナイロン製のもの)16とが嵌め込まれている。そして、そのさらに後方側において通電端子軸13には、絶縁ブッシュ16の脱落を防止するための押さえリング17が装着されている。該押さえリング17は、外周面に形成された加締め部17aにより通電端子軸13に固定されるとともに、通電端子軸13の対応する表面には、加締め結合力を高めるためのローレット部13bが形成されている。なお、19は、通電用のケーブルを通電端子軸13に固定するためのナットである。   The through hole 4 of the metal shell 3 includes a large-diameter portion 4b positioned on the opening side from which the sheath tube 11 protrudes, and a small-diameter portion 4a following the large-diameter portion 4a. The small-diameter portion 4a is formed on the proximal end side of the sheath tube 11b. The large diameter portion 11b is press-fitted and fixed. On the other hand, a counterbore 3a is formed in the opening on the opposite side of the through hole 4, and here, a rubber O-ring 15 and an insulating bush (for example, nylon) 16 which are sheathed on the energizing terminal shaft 13; Is inserted. On the further rear side, the energizing terminal shaft 13 is provided with a pressing ring 17 for preventing the insulation bush 16 from falling off. The holding ring 17 is fixed to the energizing terminal shaft 13 by a caulking portion 17a formed on the outer peripheral surface, and a knurled portion 13b for increasing the caulking coupling force is provided on a corresponding surface of the energizing terminal shaft 13. Is formed. Reference numeral 19 denotes a nut for fixing the energizing cable to the energizing terminal shaft 13.

シーズチューブ11の、主体金具3からの突出長L2は24〜50mm(望ましくは28〜40mm)に調整されている。また、図2に示すように、通電端子軸13の先端位置は主体金具3の開口端面とほぼ一致している。   The protruding length L2 of the sheath tube 11 from the metallic shell 3 is adjusted to 24 to 50 mm (desirably 28 to 40 mm). In addition, as shown in FIG. 2, the tip end position of the energizing terminal shaft 13 substantially coincides with the open end surface of the metal shell 3.

以下、図1のグロープラグ1の各部の寸法等を具体的に例示する(図2も参照)。
・全長L1=145mm。
(発熱コイル21)
・材質:鉄−クロム合金(組成:Al=7.5重量%;Cr=26重量%;Fe=残部、ρ20=160μΩ・cm、ρ800/ρ20=1.0)。
・寸法:k=0.22mm、CL1=10mm、d1=1.7mm、P=1.0mm、N=10。コイル全体の20℃での電気抵抗値RHは1Ω。
(制御コイル23)
・材質:コバルト−鉄合金(組成:Fe=8重量%;Co=残部、ρ20=8μΩ・cm、ρ800/ρ20=9.8、800℃まで抵抗値は温度上昇とともに下に凸に上昇する)。
・寸法:k=0.2mm、CL2=15mm、d1=1.7mm、P=0.5mm、N=30。コイル全体の室温での電気抵抗値RCは0.33Ω。
Hereinafter, the dimensions and the like of each part of the glow plug 1 of FIG. 1 will be specifically exemplified (see also FIG. 2).
・ Total length L1 = 145 mm.
(Heating coil 21)
Material: Iron-chromium alloy (composition: Al = 7.5% by weight; Cr = 26% by weight; Fe = balance, ρ20 = 160 μΩ · cm, ρ800 / ρ20 = 1.0).
Dimension: k = 0.22 mm, CL1 = 10 mm, d1 = 1.7 mm, P = 1.0 mm, N = 10. The electrical resistance RH of the entire coil at 20 ° C is 1Ω.
(Control coil 23)
・ Material: Cobalt-iron alloy (Composition: Fe = 8% by weight; Co = remainder, ρ20 = 8 μΩ · cm, ρ800 / ρ20 = 9.8, resistance increases to 800 ° C. as the temperature rises) .
Dimensions: k = 0.2 mm, CL2 = 15 mm, d1 = 1.7 mm, P = 0.5 mm, N = 30. The electric resistance value RC of the entire coil at room temperature is 0.33Ω.

・(RH/RC)RT:3。
・(RH/RC)800:0.3。
(コイル間ギャップ25)
・JL:2mm。
(RH / RC) RT: 3.
(RH / RC) 800: 0.3.
(Gap between coils 25)
-JL: 2 mm.

(シーズチューブ11)
・材質:SUS310S。
・寸法:D1=3.5mm、t=0.5mm、t/D1=0.14mm、CG=0.4mm、拡径部の外径D3=4.4mm、L2=36mm。
(Seeds tube 11)
-Material: SUS310S.
Dimension: D1 = 3.5 mm, t = 0.5 mm, t / D1 = 0.14 mm, CG = 0.4 mm, outer diameter D3 = 4.4 mm of the expanded portion, L2 = 36 mm.

(主体金具3)
・材質:機械構造用炭素鋼(S45C)。
・寸法:ねじ部7よりも先端側に位置する部分(以下、主要部という)5の長さL3=53mm、主要部の外径D4=8.2mm、ねじ部7の長さL4=27mm、ねじ部7の外径D5=10mm。
(Metal fitting 3)
-Material: Carbon steel for machine structure (S45C).
Dimension: length L3 = 53 mm of a portion 5 (hereinafter referred to as a main portion) located on the tip side from the screw portion 7, outer diameter D4 = 8.2 mm of the main portion, length L4 of the screw portion 7 = 27 mm, The outer diameter D5 of the threaded portion 7 = 10 mm.

以下、図1のグロープラグ1の作用について説明する。
グロープラグ1は、主体金具3のねじ部7においてディーゼルエンジンのシリンダブロックに取り付けられる。これにより、発熱コイル21及び制御コイル23が収容されたシーズチューブ11の先端部は、エンジンの燃焼室(あるいは副燃焼室)内に位置決めされる。この状態で、通電端子軸13に車載のバッテリーを電源として電圧を印加すると、通電端子軸13→制御コイル23→発熱コイル21→シーズチューブ11→主体金具5→(エンジンブロックを介して接地)の経路にて通電される。
Hereinafter, the operation of the glow plug 1 of FIG. 1 will be described.
The glow plug 1 is attached to a cylinder block of a diesel engine at a threaded portion 7 of the metal shell 3. Thereby, the front-end | tip part of the sheath tube 11 in which the heat generating coil 21 and the control coil 23 were accommodated is positioned in the combustion chamber (or auxiliary combustion chamber) of the engine. In this state, when a voltage is applied to the energizing terminal shaft 13 by using an in-vehicle battery as a power source, the energizing terminal shaft 13 → the control coil 23 → the heating coil 21 → the sheath tube 11 → the metal shell 5 → (grounded through the engine block). Energized along the route.

これにより、グロープラグ1のシーズヒータ2は、通電初期においては制御コイル23の温度が低く電気抵抗値が小さいため、発熱コイル21には比較的大きな電流が流れてこれを急速昇温させる。そして、発熱コイル21の温度が上昇すると、その発熱により制御コイル23が加熱されて電気抵抗値が増大し、発熱コイル21への通電電流値が減少する。これにより、ヒータの昇温特性は、通電初期に急速昇温した後、以降は制御コイルの働きにより通電電流が抑制されて温度が飽和する形となる。   As a result, in the sheathed heater 2 of the glow plug 1, since the temperature of the control coil 23 is low and the electrical resistance value is small at the initial stage of energization, a relatively large current flows through the heating coil 21 to rapidly raise the temperature. When the temperature of the heat generating coil 21 rises, the control coil 23 is heated by the heat generation, the electric resistance value increases, and the current value supplied to the heat generating coil 21 decreases. As a result, the temperature rise characteristic of the heater is such that after the temperature is rapidly raised in the initial stage of energization, the energization current is suppressed by the action of the control coil and the temperature is saturated.

そして、シーズチューブ11の本体部11aがほぼ一様な外径D1を有する円筒状とされ、かつD1が4.4mm以下の値に設定されていることで、前述の過昇防止型昇温特性、具体的にはピーク温度TPと60秒後温度TSとの差TP−TSが50〜200℃、ピーク温度TPが900〜1150℃、及び800℃に到達するまでの通電時間t800が8秒以下の、速熱性に優れた特性を安定して実現することが可能となる。   The body portion 11a of the sheath tube 11 has a cylindrical shape having a substantially uniform outer diameter D1, and D1 is set to a value of 4.4 mm or less. Specifically, the difference TP-TS between the peak temperature TP and the temperature TS after 60 seconds is 50 to 200 ° C., and the energization time t800 until the peak temperature TP reaches 900 to 1150 ° C. and 800 ° C. is 8 seconds or less. Thus, it is possible to stably realize the characteristics excellent in rapid heating.

さらに、シーズチューブ11の肉厚tが0.3〜0.75mmであり、かつ外径をD1としたときのt/D1の値が0.08〜0.2となっていることで、径小のヒータであるにもかかわらず所期の発熱性能が確保され、かつシーズチューブ11の強度も十分なものとなり、例えば取付け時に落下させたりした場合もヒータに破損が生じにくい。また、シーズチューブ11の本体部11aにおける、発熱コイル21及び制御コイル23とのクリアランスCGが0.1〜0.8mmの範囲にて調整されていることで、シーズチューブ11の内面と各コイル21,23との間での短絡が生じにくくなり、製造歩留まりを向上させることができる。   Further, the thickness t of the sheath tube 11 is 0.3 to 0.75 mm, and the value of t / D1 when the outer diameter is D1 is 0.08 to 0.2. Despite being a small heater, the desired heat generation performance is ensured, and the strength of the sheath tube 11 becomes sufficient. For example, even if the sheath tube 11 is dropped during installation, the heater is not easily damaged. Further, the clearance CG between the heating coil 21 and the control coil 23 in the main body 11a of the sheath tube 11 is adjusted in the range of 0.1 to 0.8 mm, so that the inner surface of the sheath tube 11 and each coil 21 are adjusted. , 23 are less likely to be short-circuited, and the manufacturing yield can be improved.

ここで、図2において、発熱コイル21のコイル長CL1とシーズチューブ11の本体部外径D1との比CL1/D1は1.6〜3.5(本実施例では約2.5)に設定するのがよい。すなわち、シーズチューブ11が小径であるため、従来の大径のシーズヒータと比較してチューブ表面からの熱の放散が活発に進むことから、CL1/D1が1.6未満ではコイル21による発熱帯の長さが不足して、十分な発熱性能が得られなくなるほか、制御コイルの加熱状態が不安定となり、良好な過昇防止型昇温特性も期待できなくなる場合がある。他方、CL1/D1が4を超えると、シーズチューブ先端部が最高発熱部分とならなくなる不具合が生ずる場合がある。   Here, in FIG. 2, the ratio CL1 / D1 between the coil length CL1 of the heating coil 21 and the outer diameter D1 of the body portion of the sheath tube 11 is set to 1.6 to 3.5 (about 2.5 in this embodiment). It is good to do. That is, since the sheath tube 11 has a small diameter, heat dissipation from the tube surface proceeds more actively than a conventional large-diameter sheath heater. In addition, the heat generation performance of the control coil becomes unstable, and good overheating prevention type temperature rise characteristics may not be expected. On the other hand, if CL1 / D1 exceeds 4, there may be a problem that the tip of the sheath tube does not become the highest heat generation portion.

図4に、図1のグロープラグ1の変形例を示す(共通の部材には同一の符号を付して説明を省略する)。このグロープラグ100においては、シーズチューブ11の基端側の拡径部11bが、図1のグロープラグ1よりも長く形成されており、シーズチューブ11の突出側において主体金具3の貫通孔4には、図1のような大径部4bが形成されず、ストレート形態となっている。そして、シーズチューブ11の拡径部11bは、貫通孔4に対してろう付けにより接合されている。   FIG. 4 shows a modification of the glow plug 1 of FIG. 1 (common members are given the same reference numerals and description thereof is omitted). In the glow plug 100, the enlarged diameter portion 11 b on the base end side of the sheath tube 11 is formed longer than the glow plug 1 of FIG. 1, and the projecting side of the sheath tube 11 is formed in the through hole 4 of the metal shell 3. Is not formed with the large-diameter portion 4b as shown in FIG. The enlarged diameter portion 11 b of the sheath tube 11 is joined to the through hole 4 by brazing.

また、貫通孔4の反対側の開口部には、図1と同様の座繰り部3aが形成されているが、ここには図1の絶縁ブッシュ16に代えてシールリング(例えばシリコンゴム製のもの)10と、ワッシャ状の第一絶縁リング(例えばベークライト等の耐熱樹脂製のもの)12とが嵌め込まれる。そして、その状態にて、座ぐり部3aの開口周縁部に形成された筒状の突出部を第一絶縁リング14側に加締めて加締め部13bを形成し、さらにその後方側において通電端子軸13に対し、第二絶縁リング14(第一絶縁リング12と同材質・同形状)と押さえリング17とをこの順序で装着・固定した構造となっている。   Further, a countersink portion 3a similar to that shown in FIG. 1 is formed in the opening on the opposite side of the through hole 4. Here, instead of the insulating bush 16 shown in FIG. And a washer-shaped first insulating ring (for example, a heat-resistant resin such as bakelite) 12 is fitted. In this state, a cylindrical projecting portion formed on the peripheral edge of the opening of the spot facing portion 3a is crimped to the first insulating ring 14 side to form a crimped portion 13b. The shaft 13 has a structure in which a second insulating ring 14 (the same material and shape as the first insulating ring 12) and a holding ring 17 are mounted and fixed in this order.

他方、図5に示すように、通電端子軸13の先端部は、主体金具5の対応する開口端部よりも所定長突出する形となっており、該通電端子軸13の先端からシーズチューブ11の先端までの長さL2’が24〜50mm(望ましくは24〜42mm)に調整されている。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the distal end portion of the energizing terminal shaft 13 protrudes a predetermined length from the corresponding open end portion of the metal shell 5, and the sheath tube 11 extends from the distal end of the energizing terminal shaft 13. The length L2 ′ up to the tip of is adjusted to 24 to 50 mm (preferably 24 to 42 mm).

このグロープラグ100においては、図1にグロープラグ1にはない次のような効果が達成されている。すなわち、シーズチューブ11の主体金具3からの突出部内に通電端子軸13の先端部が入り込んでいる。これにより、シーズチューブ11は、横方向の力が作用したときに強い曲げ力が作用しやすい主体金具3の開口内縁部との当接部が、該通電端子軸13により補強される形となり、衝撃等が加わっても破損等が生じにくくなる。   In the glow plug 100, the following effects not achieved in the glow plug 1 in FIG. 1 are achieved. That is, the tip end portion of the energizing terminal shaft 13 enters the protruding portion from the metal shell 3 of the sheath tube 11. As a result, the sheath tube 11 has a shape in which the contact portion with the inner edge of the opening of the metal shell 3 to which a strong bending force is easily applied when a lateral force is applied is reinforced by the current-carrying terminal shaft 13. Even if an impact or the like is applied, breakage or the like hardly occurs.

一方、図1のグロープラグ1は、次の点で図4のグロープラグ100より優れているといえる。まず、通電端子軸13の後端側を、絶縁ブッシュ16を介して加締めリング17で止める構造になっていることから、第一絶縁リング12とシールリング10とを加締め部3bで止め、さらに第二絶縁リング14と加締めリング17で補強した図4のグロープラグ100よりも部品点数が少なく、製造も容易である。また、図4のグロープラグ100では、内向きに突出した加締め部3bの内縁と通電端子軸13の外面との距離が比較的小さいので、水漏れ等による短絡を生じないよう、絶縁リング12,14間の気密性を配慮する必要がある。これに対し、図1のグロープラグ1では、絶縁ブッシュ16のフランジ部16aにより、主体金具3の開口内縁から通電端子軸13の外面までの距離が大きくなっており、かつ、絶縁ブッシュ16と主体金具3との隙間から通電端子軸13側に漏れ込もうとする水はOリング15により遮断されるので、短絡をより起こしにくい構造となっている。さらに、図4のグロープラグ100では、シーズチューブ11をろう付けにより主体金具3に接合する形となっていたので、ろう接時の熱影響によるシーズチューブ11aの軟化を見越して強度設計を行う必要があるのに対し、図1のグロープラグ1では、シーズチューブ11は主体金具3に圧入結合されるので熱影響による軟化の心配がなく、加工による強度向上効果をより有効に活用できる利点がある。   On the other hand, it can be said that the glow plug 1 of FIG. 1 is superior to the glow plug 100 of FIG. 4 in the following points. First, since the rear end side of the energizing terminal shaft 13 is structured to be clamped by the crimping ring 17 via the insulating bush 16, the first insulating ring 12 and the seal ring 10 are stopped by the crimping portion 3b. Further, the number of parts is smaller than that of the glow plug 100 of FIG. 4 reinforced by the second insulating ring 14 and the caulking ring 17, and the manufacture is easy. Further, in the glow plug 100 of FIG. 4, since the distance between the inner edge of the caulking portion 3b protruding inward and the outer surface of the energizing terminal shaft 13 is relatively small, the insulating ring 12 is prevented from causing a short circuit due to water leakage or the like. , 14 needs to be considered. On the other hand, in the glow plug 1 of FIG. 1, the distance from the inner edge of the opening of the metal shell 3 to the outer surface of the energizing terminal shaft 13 is increased by the flange portion 16 a of the insulating bush 16, and Since water that tries to leak into the energizing terminal shaft 13 side from the gap with the metal fitting 3 is blocked by the O-ring 15, the structure is less likely to cause a short circuit. Furthermore, in the glow plug 100 of FIG. 4, since the sheath tube 11 is joined to the metal shell 3 by brazing, it is necessary to design the strength in anticipation of softening of the sheath tube 11a due to the thermal effect during brazing. On the other hand, in the glow plug 1 of FIG. 1, the sheath tube 11 is press-fitted to the metal shell 3, so there is no fear of softening due to thermal influence, and there is an advantage that the strength improvement effect by processing can be used more effectively. .

以上、発熱コイルと制御コイルとを備えたグロープラグの実施例について説明したが、これに限られるものでなく、例えば発熱コイルのみを備え、制御コイルを省略したグロープラグについても本発明は同様に適用できる。   The embodiment of the glow plug including the heating coil and the control coil has been described above. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention similarly applies to a glow plug that includes only the heating coil and omits the control coil. Applicable.

(実施例1)
図1のグロープラグを、以下に特記する条件を除いて、先に例示した寸法及び材質により各種作製した。すなわち、シーズチューブ11の本体部11aの外径D1を3.0〜4.4mmの範囲にて変化させた。また、本体部11aの肉厚tは0.25〜0.75mmの範囲で変化させた。また、発熱コイル21及び制御コイル23は外径d1のみ1.5〜3.0mmの範囲で変化させた。各グロープラグの、D1、t、d1の具体的な数値は、t/D1、D2(シーズチューブ内径)、CG(コイルとシーズチューブ内面との半径差)、d1/D2の各値とともに表3に示している。
(Example 1)
Various glow plugs shown in FIG. 1 were produced according to the dimensions and materials exemplified above, except for the conditions described below. That is, the outer diameter D1 of the main body 11a of the sheath tube 11 was changed in the range of 3.0 to 4.4 mm. Further, the thickness t of the main body 11a was changed in the range of 0.25 to 0.75 mm. Further, the heating coil 21 and the control coil 23 were changed in the range of 1.5 to 3.0 mm only for the outer diameter d1. Specific numerical values of D1, t, and d1 of each glow plug are shown in Table 3 together with t / D1, D2 (seed tube inner diameter), CG (radius difference between the coil and the inner surface of the sheath tube), and d1 / D2. It shows.

これら各グロープラグを各条件につき50個ずつ作製し、以下の各試験を行った。結果を表3に示す。
(1)ショート(短絡)発生確率
室温にて、まずグロープラグに対し電圧50Vのパルス電圧(パルス長0.1秒)を印加してグロープラグの抵抗値を測定し、測定値をR0とする。次いで電圧11Vにて30秒連続通電し、その後さらに同様のパルス電圧を印加してグロープラグの抵抗値を測定し、測定値をR1とする。加熱により、シーズチューブと発熱コイルないし制御コイルとの間に短絡が生じれば、実質的な通電コイル長が短くなるため、抵抗測定値R1は減少する。そして、R1のR0に対する減少率{(R0−R1)/R0}×100が10%以上となったものをショート発生と判断し、測定したグロープラグ50個中のショート発生個数がゼロのものを合格(○)、1個でもショートしたものは不合格(×)とした。
(2)強度評価(I)
各グロープラグをシーズチューブが下となり、かつコンクリート製の試験面からシーズチューブ先端までの初期距離が1cmとなるように鉛直に保持して落下させ、以降、上記距離を1cmずつ段階的に増加させながら落下を繰り返す。各落下後にシーズチューブに曲がりや折損等の破壊が生じたか否かを目視にて確認する。そして、破壊を生じない最大落下距離が5cm以上のものを優(◎)、3cm〜4cmまでのものを良(○)、2cm以下のものを不可(×)として判定した。
(3)強度評価(II)
各グロープラグの主体金具を、シーズチューブが水平となるようにチャックにて保持し、これを曲げ試験機にセットするとともに、側方に突き出すシーズチューブの先端から軸方向に沿って1mmの位置に曲げパンチの先端を当接させ、クロスヘッド速度1mm/分にて片持曲げ試験を行ったときの、最大曲げ荷重の値を曲げ強度値として測定した。シーズチューブ11の本体部11aの外径D1を3.5mmに固定し、肉厚tを変化させたときの強度値を、短絡発生確率とともにプロットしたグラフを図8に示す。
Fifty glow plugs were produced for each condition, and the following tests were performed. The results are shown in Table 3.
(1) Probability of short circuit occurrence At room temperature, first, a pulse voltage of 50 V (pulse length 0.1 seconds) is applied to the glow plug to measure the glow plug resistance, and the measured value is R0. . Next, energization is continued for 30 seconds at a voltage of 11 V, and then a similar pulse voltage is applied to measure the resistance value of the glow plug. The measured value is R1. If a short circuit occurs between the sheath tube and the heating coil or control coil due to heating, the resistance of the measured resistance R1 decreases because the length of the actual energizing coil is shortened. When the rate of decrease of R1 with respect to R0 {(R0−R1) / R0} × 100 is 10% or more, it is determined that a short circuit has occurred, and the measured number of short circuits in 50 glow plugs is zero. Pass (○), even one short-circuited was rejected (x).
(2) Strength evaluation (I)
Each glow plug is dropped while holding it vertically so that the initial distance from the concrete test surface to the tip of the seed tube is 1 cm, with the seed tube at the bottom, and then the above distance is gradually increased by 1 cm. While falling, repeat. After each drop, visually check whether the sheath tube has been broken or broken. And the thing of the maximum drop distance which does not produce a fracture | rupture was determined to be excellent ((double-circle)), the thing of 3 cm-4 cm is good ((circle)), and the thing of 2 cm or less is impossible (x).
(3) Strength evaluation (II)
Hold the main metal fitting of each glow plug with a chuck so that the sheath tube is horizontal, set it on the bending tester, and at the position of 1 mm along the axial direction from the tip of the sheath tube protruding sideways. The value of the maximum bending load when the tip of the bending punch was brought into contact and a cantilever bending test was performed at a crosshead speed of 1 mm / min was measured as a bending strength value. FIG. 8 shows a graph in which the strength value when the outer diameter D1 of the main body portion 11a of the sheath tube 11 is fixed to 3.5 mm and the thickness t is changed is plotted together with the short-circuit occurrence probability.

Figure 2005061828
Figure 2005061828

表1の結果から、以下のことがわかる。
(1)肉厚tが0.3mm以上、t/D1が0.08以上でシーズチューブの強度が十分となり、落下試験における破損が生じにくくなる。
(2)CGが0.1mm〜0.8mmで、ショートを生じにくくなる。
From the results in Table 1, the following can be understood.
(1) When the wall thickness t is 0.3 mm or more and t / D1 is 0.08 or more, the strength of the sheath tube becomes sufficient, and damage in the drop test is less likely to occur.
(2) When CG is 0.1 mm to 0.8 mm, it is difficult to cause a short circuit.

また、落下試験における破損を生じないためにはt/D1が0.08以上となることが必要であるが、図8の結果から、対応する強度値としては5kg以上が確保されていればよいことがわかる。なお、t/D1が0.2を超えると、ショート発生確率が急速に高くなっていることがわかる。   Moreover, in order not to cause breakage in the drop test, it is necessary that t / D1 be 0.08 or more. However, from the result of FIG. 8, it is sufficient that a corresponding strength value of 5 kg or more is secured. I understand that. It can be seen that when t / D1 exceeds 0.2, the probability of occurrence of a short circuit increases rapidly.

(実施例2)
図1のグロープラグを、以下に特記する条件を除いて、先に例示した寸法及び材質により各種作製した。まず、シーズチューブ11の本体部11aの外径D1のみを2.5〜5.0mmの各種値にて変化させ、これに合わせて発熱コイル21及び制御コイル23は外径d1のみ1.5〜2.5mmの範囲で適宜変化させた。また、制御コイル23の材質として、前記したコバルト−鉄合金製のものに代え、ニッケルメッキ鉄線(線径は同じ、メッキ厚さは約1μm)、及びニッケル線(線径は同じ)を用いたものを作製した。
(Example 2)
Various glow plugs shown in FIG. 1 were produced according to the dimensions and materials exemplified above, except for the conditions described below. First, only the outer diameter D1 of the main body portion 11a of the sheath tube 11 is changed by various values of 2.5 to 5.0 mm, and the heating coil 21 and the control coil 23 are adapted to the outer diameter d1 only from 1.5 to 5.0. It changed suitably in the range of 2.5 mm. Further, as the material of the control coil 23, a nickel-plated iron wire (the wire diameter is the same, the plating thickness is about 1 μm) and a nickel wire (the wire diameter is the same) were used instead of the cobalt-iron alloy. Things were made.

そして、これらグロープラグを室温中に保持し、通電電圧11Vにて通電したときの昇温特性曲線(温度−時間曲線)を、以下のようにして測定した。温度測定は、グロープラグ1を図10に示すような治具200に取り付けた状態で行った。該治具200は、縦長円柱状(外径23mm)の炭素鋼製のものであり、中心部に軸線方向のプラグ装着孔201が貫通形態で形成されている。図1に示すグロープラグ1は、先端側をプラグ装着孔201内に挿入し、該プラグ装着孔201の一方の端部側に形成された雌ねじ部201aに対してねじ部7を螺合させることにより、治具200に取り付けられる。治具200の各部の寸法は図面中に記載した通りである(単位:mm)。また、グロープラグ1のシーズチューブ11の先端部は、上記装着状態において治具200の端面より10mm突出するようになっている。   And the temperature rise characteristic curve (temperature-time curve) when these glow plugs were kept at room temperature and energized at an energization voltage of 11 V was measured as follows. The temperature measurement was performed with the glow plug 1 attached to a jig 200 as shown in FIG. The jig 200 is made of carbon steel having a vertically long cylindrical shape (outer diameter: 23 mm), and an axial plug mounting hole 201 is formed in the center part in a penetrating form. The glow plug 1 shown in FIG. 1 has a distal end side inserted into the plug mounting hole 201 and the threaded portion 7 is screwed into a female threaded portion 201 a formed on one end side of the plug mounting hole 201. Is attached to the jig 200. The dimensions of each part of the jig 200 are as described in the drawing (unit: mm). Further, the tip of the sheath tube 11 of the glow plug 1 protrudes 10 mm from the end face of the jig 200 in the mounted state.

そして、シーズチューブ11の突出部において、その先端から軸線方向に8mmまでの測定区間を設定し、その測定区間における最高温度位置を予め調べておくとともに、該位置に熱電対(Pt/Pt−Rh)を固定してシーズヒータ2に連続通電し、温度の時間変化を測定して昇温特性曲線を得た(以上の測定方法は、ISO7578(1986)に規定された方法に準拠するものである)。また、得られた昇温特性曲線から、前述の800℃到達時間(t800)、ピーク温度(TP )及び60秒後温度(TS)の値をそれぞれ算出した。以上の結果を表2に示す。   And in the protrusion part of the sheath tube 11, the measurement area to 8 mm is set to the axial direction from the front-end | tip, and while checking the highest temperature position in the measurement area beforehand, a thermocouple (Pt / Pt-Rh) is set to this position. ) Was fixed and the sheathed heater 2 was continuously energized, and the temperature change with time was measured to obtain a temperature rise characteristic curve (the above measurement method is based on the method specified in ISO 7578 (1986)). ). Further, from the obtained temperature rise characteristic curve, the above-mentioned 800 ° C. arrival time (t800), peak temperature (TP), and temperature after 60 seconds (TS) were calculated. The results are shown in Table 2.

Figure 2005061828
Figure 2005061828

すなわち、本体部11aの外径D1が4.4mmを超える番号1のグロープラグではt800が大きく、速熱性が不足しているほか、60秒後温度(飽和温度を反映したものとなる)TSが低くTP−TSも50℃未満となっており、良好な過昇防止型昇温特性が得られていないことがわかる。これに対し、本体部11aの外径D1が3〜4.4mmの本発明のシーズヒータを使用したグロープラグ(番号2〜6、8〜10)では、t800が小さく速熱性に優れ、また過昇防止型昇温特性も良好であることがわかる。他方、本体部11aの外径D1が3mm未満のグロープラグでは、発熱コイルの寸法が小さいため60秒後温度TSが低く、グロープラグの性能としては不十分であることがわかる。   That is, the glow plug of No. 1 whose outer diameter D1 of the main body 11a exceeds 4.4 mm has a large t800, lacks rapid thermal performance, and has a temperature TS after 60 seconds (which reflects the saturation temperature) TS. It is low and TP-TS is also less than 50 ° C., and it is understood that good overheating prevention type temperature rise characteristics are not obtained. In contrast, glow plugs (numbers 2 to 6, 8 to 10) using the sheathed heater of the present invention having an outer diameter D1 of the main body 11a of 3 to 4.4 mm have a small t800 and excellent quick heat performance. It can be seen that the temperature rise prevention type temperature rise characteristic is also good. On the other hand, in a glow plug having an outer diameter D1 of the main body portion 11a of less than 3 mm, the temperature TS is low after 60 seconds because the size of the heating coil is small, and it is understood that the performance of the glow plug is insufficient.

なお、図6は、番号5のグロープラグの昇温特性曲線を示している。また、図7は、番号1の比較例のグロープラグの昇温特性曲線を示している。   FIG. 6 shows the temperature rise characteristic curve of the glow plug of No. 5. FIG. 7 shows a temperature rise characteristic curve of the glow plug of the comparative example of No. 1.

(実施例3)
図1のグロープラグを、コイル間ギャップ長JLを0.5〜5mmにて変化させた他は、先に例示した寸法及び材質により各種作製した。そして、これらグロープラグに対し、実施例2と同様にして昇温特性曲線(温度−時間曲線)を測定し、t800、TP 及びTSの各値をそれぞれ算出した。以上の結果を表2に示す。
(Example 3)
The glow plug shown in FIG. 1 was produced according to the dimensions and materials exemplified above, except that the inter-coil gap length JL was changed to 0.5 to 5 mm. Then, a temperature rise characteristic curve (temperature-time curve) was measured for these glow plugs in the same manner as in Example 2, and values of t800, TP and TS were calculated. The results are shown in Table 2.

Figure 2005061828
Figure 2005061828

すなわち、JLを0.8〜3mmの範囲にて調整することで、速熱性及び過昇防止型昇温特性に特に優れたグロープラグが実現されていることがわかる。   That is, it can be seen that by adjusting JL in the range of 0.8 to 3 mm, a glow plug that is particularly excellent in rapid thermal performance and overheating prevention type temperature rise characteristics is realized.

本発明のグロープラグの一例を示す全体図及び縦断面図。The whole figure and longitudinal section showing an example of the glow plug of the present invention. そのシーズヒータの内部構造を示す断面図及びその要部拡大模式図。Sectional drawing which shows the internal structure of the sheathed heater, and its principal part enlarged schematic diagram. スエージングマシンの概念と、スエージングの作用とを示す説明図。Explanatory drawing which shows the concept of a swaging machine and the effect | action of swaging. 図1のグロープラグの変形例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the modification of the glow plug of FIG. そのシーズヒータの内部構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the internal structure of the sheathed heater. 実施例3の番号5のグロープラグの昇温特性曲線。6 is a temperature rise characteristic curve of a glow plug of No. 5 in Example 3. FIG. 実施例3の番号1のグロープラグの昇温特性曲線。6 is a temperature rise characteristic curve of the glow plug of No. 1 in Example 3. FIG. 実施例1の曲げ強度試験結果をショート発生確率とともに示すグラフ。The graph which shows the bending strength test result of Example 1 with the probability of short-circuit occurrence. 従来のグロープラグの模式図。Schematic diagram of a conventional glow plug. グロープラグの温度測定に使用する治具の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the jig | tool used for the temperature measurement of a glow plug.

符号の説明Explanation of symbols

1 グロープラグ
2 シーズヒータ
3 主体金具
7 ねじ部
11 シーズチューブ
11a 本体部
11b 拡径部
13 通電端子軸
21 発熱コイル
23 制御コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glow plug 2 Seeds heater 3 Main metal fitting 7 Screw part 11 Seed tube 11a Main body part 11b Expanded diameter part 13 Current supply terminal shaft 21 Heating coil 23 Control coil

Claims (10)

先端側が閉じたシーズチューブと、
そのシーズチューブ内においてその先端側に配置される発熱コイルとを含み、 前記シーズチューブの前記発熱コイルを収容している部分(以下、発熱コイル収容部という)の外径が3.0〜4.4mmとされるとともに、その肉厚tが0.3〜0.75mmであり、かつ外径をD1としたときのt/D1の値が0.08〜0.2であることを特徴とするグロープラグ。
A sheathed tube with a closed tip,
A heat generating coil disposed on the distal end side of the sheath tube, and an outer diameter of a portion of the sheath tube accommodating the heat generating coil (hereinafter referred to as a heat generating coil housing portion) is 3.0 to 4. 4 mm, the thickness t is 0.3 to 0.75 mm, and the value of t / D1 when the outer diameter is D1 is 0.08 to 0.2. Glow plug.
先端側が閉じたシーズチューブと、
そのシーズチューブ内においてその先端側に配置される発熱コイルとを含み、 前記シーズチューブの前記発熱コイルを収容している部分(以下、発熱コイル収容部という)の外径が3.0〜4.4mmとされるとともに、該発熱コイル収容部の内径をD2、前記発熱コイルの外径をd1としたときに、両者の半径差CG=(D2−d1)/2が0.1〜0.8mmの範囲にて調整されていることを特徴とするグロープラグ。
A sheathed tube with a closed tip,
A heat generating coil disposed on the distal end side of the sheath tube, and an outer diameter of a portion of the sheath tube accommodating the heat generating coil (hereinafter referred to as a heat generating coil housing portion) is 3.0 to 4. When the inner diameter of the heat generating coil housing portion is D2 and the outer diameter of the heat generating coil is d1, the radius difference CG = (D2-d1) / 2 is 0.1 to 0.8 mm. Glow plug characterized by being adjusted in the range.
前記シーズチューブの前記発熱コイル収容部の外径が3.0〜4.4mmとされるとともに、その肉厚tが0.3〜0.75mmであり、かつ外径をD1としたときのt/D1の値が0.08〜0.2である請求項2に記載のグロープラグ。 T when the outer diameter of the heat generating coil housing portion of the sheath tube is 3.0 to 4.4 mm, the wall thickness t is 0.3 to 0.75 mm, and the outer diameter is D1. The glow plug according to claim 2, wherein the value of / D1 is 0.08 to 0.2. 前記シーズチューブ内において軸線方向に複数の抵抗線コイルが配置され、
その抵抗線コイルは、前記シーズチューブ内において、その先端側に配置される発熱コイルと、その発熱コイルの後方側にこれと直列接続されるとともに、該発熱コイルからの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイルに対する通電を制御する制御コイルとを含む請求項1ないし3のいずれかに記載のグロープラグ。
A plurality of resistance wire coils are arranged in the axial direction in the sheath tube,
In the sheath tube, the resistance wire coil is connected in series with the heating coil disposed on the distal end side of the sheathing coil and on the rear side of the heating coil. The glow plug according to claim 1, further comprising a control coil that increases a value and controls energization of the heating coil.
前記発熱コイルの外径d1が1.5〜3.0mmとされ、かつ該外径d1と前記発熱コイル収容部の内径D2との比d1/D2が0.5〜0.8の範囲で調整されている請求項1ないし4のいずれかに記載の記載のグロープラグ。 The outer diameter d1 of the heating coil is adjusted to 1.5 to 3.0 mm, and the ratio d1 / D2 between the outer diameter d1 and the inner diameter D2 of the heating coil housing portion is adjusted in the range of 0.5 to 0.8. The glow plug according to any one of claims 1 to 4, wherein the glow plug is provided. 前記シーズチューブは、ステンレス鋼、鉄基耐熱合金及びNi基耐熱合金のいずれかにて構成されている請求項1ないし5のいずれかに記載のグロープラグ。 The glow plug according to any one of claims 1 to 5, wherein the sheath tube is made of any one of stainless steel, iron-base heat-resistant alloy, and Ni-base heat-resistant alloy. 前記シーズチューブを、先端側を突出させた状態で覆う主体金具が設けられ、
前記シーズチューブの該主体金具からの突出部長さが24〜50mmとされている請求項1ないし6のいずれかに記載のグロープラグ。
A metal shell is provided to cover the sheath tube in a state where the tip side protrudes,
The glow plug according to any one of claims 1 to 6, wherein a length of the protruding portion of the sheath tube from the metal shell is 24 to 50 mm.
前記シーズチューブを、先端側を突出させた状態で覆う主体金具が設けられ、
前記シーズチューブ内においてその基端側から挿入された通電端子軸の先端が前記抵抗線コイルの後端に接続され、その通電端子軸の先端が前記主体金具端面から突出して位置するとともに、当該通電端子軸の先端から前記シーズチューブの先端までの長さが24〜50mmとされている請求項1ないし7のいずれかに記載のグロープラグ。
A metal shell is provided to cover the sheath tube in a state where the tip side protrudes,
The tip of the energizing terminal shaft inserted from the base end side in the sheath tube is connected to the rear end of the resistance wire coil, the tip of the energizing terminal shaft is located protruding from the end surface of the metal shell, and the energization The glow plug according to any one of claims 1 to 7, wherein a length from the tip of the terminal shaft to the tip of the sheath tube is 24 to 50 mm.
前記主体金具の、前記シーズチューブが配置される孔部の内径は、該シーズチューブの前記主体金具からの突出部よりも大径に形成されるとともに、前記シーズチューブの基端部は、前記主体金具の前記孔部の内径に対応する寸法となるように拡径されており、該拡径部にて前記主体金具の前記孔部内にろう付け、溶接及び圧入のいずれかにより接合されている請求項1ないし8のいずれかに記載のグロープラグ。 An inner diameter of the hole in which the sheath tube is disposed of the metal shell is formed larger than a protruding portion of the sheath tube from the metal shell, and a base end portion of the sheath tube is formed of the main metal The diameter is expanded so as to have a size corresponding to the inner diameter of the hole of the metal fitting, and the enlarged diameter part is joined to the hole of the metal shell by brazing, welding, or press fitting. Item 10. The glow plug according to any one of Items 1 to 8. 前記シーズチューブの先端部表面における昇温特性が、通電初期にピーク温度TPを有して該ピーク温度TP以下で飽和するものとなるようにした請求項4ないし9のいずれかに記載のグロープラグ。
The glow plug according to any one of claims 4 to 9, wherein the temperature rise characteristic on the surface of the tip portion of the sheath tube has a peak temperature TP at the beginning of energization and is saturated below the peak temperature TP. .
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