JP2011069550A - Glow plug and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain insulating powder at an intended filling density only by pressurization in the axial direction after the insulating powder is filled within a sheath tube having a built-in resistance heating element, in manufacturing a sheath heater for a glow plug by filling the insulating powder within the sheath tube. <P>SOLUTION: The resistance heating element 30 has a spiral structure formed by spirally winding a metal plate while maintaining the gap between respective wound plates within the sheath tube 21 so as to form a spiral shape when viewed from the rear end side. One end 33 of the resistance heating element 30 positioned on the most outer peripheral side of the spiral structure is welded to the inner face 27 of the sheath tube 21. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの始動促進(予備加熱)のために使用されるグロープラグ及びグロープラグの製造方法に関する。   The present invention relates to a glow plug used for promoting start-up (preheating) of a diesel engine and a method for manufacturing the glow plug.

このようなグロープラグとしては図12に示した構造のものがある(特許文献1)。このグロープラグ1は、筒状をなし、エンジンヘッド(図示せず)にねじ込み方式で固定されるように外周面にネジ13を備えた筒状の金具本体(以下、単に本体ともいう)10、及びその内側に固定されたシースヒータ(電熱式シースヒータ)20等を主体として構成されている。このシースヒータ20は、それをなすシースチューブ21の先端22側(図12では先端側の半分程度)を本体10の先端11から突出させる配置で固定されている。シースヒータ20は、詳細は後述するが、先端22が閉じられたシースチューブ21内に通電することで発熱するコイル状の抵抗発熱体30をその一端(先端)33を同チューブの先端22に溶接した形で内蔵している。他方、金具本体10の内側(中空部)には、このシースチューブ21の後端23寄り部位に先端側が内挿されて固定された通電用の端子用軸(金属軸)40が配置されている。この端子用軸40は、その先端41を介して抵抗発熱体30に電気的に接続されており、その後端を、本体10の後端において絶縁を保持して固定されている。すなわち、端子用軸40の後端は本体10の後端より突出しており、その後端寄り部位には、Oリングパッキン51及び絶縁リング53が外嵌されており、これらを本体10の後端のねじ込み用の多角形部15の内周側に配置している。そして、この配置状態で、通電用端子55におけるその筒状部57を、その軸40の後端部に外嵌してその先端側のフランジで、絶縁リング53を押さえつけた状態の下で、外周面を縮径状に加締めることで、グロープラグ1として組立てられている。なお、本願書類において、グロープラグ1、及びそれを構成するシースヒータ20、その他の構成部品に関して、先端とは、図12におけるそれらの下方の端をいい、後端とはその逆(上方)の端を言う。   Such a glow plug has the structure shown in FIG. 12 (Patent Document 1). The glow plug 1 has a cylindrical shape, and a cylindrical metal fitting body (hereinafter also simply referred to as a main body) 10 provided with a screw 13 on the outer peripheral surface so as to be fixed to an engine head (not shown) by a screwing method. And a sheath heater (electrically heated sheath heater) 20 fixed inside thereof and the like. The sheath heater 20 is fixed in such a manner that the distal end 22 side (about half of the distal end side in FIG. 12) of the sheath tube 21 forming the sheath heater 20 protrudes from the distal end 11 of the main body 10. As will be described in detail later, the sheath heater 20 has a coil-like resistance heating element 30 that generates heat when energized in the sheath tube 21 with the tip 22 closed, and has one end (tip) 33 welded to the tip 22 of the tube. Built in shape. On the other hand, on the inner side (hollow part) of the metal fitting body 10, a terminal shaft (metal shaft) 40 for energization is fixed, with the distal end being inserted and fixed near the rear end 23 of the sheath tube 21. . The terminal shaft 40 is electrically connected to the resistance heating element 30 via its tip 41, and the rear end thereof is fixed while maintaining insulation at the rear end of the main body 10. That is, the rear end of the terminal shaft 40 protrudes from the rear end of the main body 10, and an O-ring packing 51 and an insulating ring 53 are fitted on the rear end portion, and these are attached to the rear end of the main body 10. It arrange | positions at the inner peripheral side of the polygon part 15 for screwing. In this arrangement state, the cylindrical portion 57 of the energizing terminal 55 is fitted on the rear end portion of the shaft 40 and the outer ring is pressed against the insulating ring 53 by the flange on the front end side. The glow plug 1 is assembled by crimping the surface to a reduced diameter. In addition, in this application document, regarding the glow plug 1, the sheath heater 20 constituting the glow plug 1, and the other components, the front end refers to the lower end in FIG. 12, and the rear end is the opposite end (upper). Say.

ところで、このようなグロープラグ1をなすシースヒータ20自体の詳細な構成は次のようである。すなわち、同ヒータ20は、ステンレス鋼やNi基耐熱合金からなるシースチューブ21と、上記したようにその内部に先端33が溶接されて配置された抵抗発熱体(コイル)30等から次のように構成されている。すなわち、シースチューブ21は、先端22が凸となす略半球面状に形成された有底の円筒形状を呈している。そして、抵抗発熱体(発熱コイル)30は鉄クロム合金やニクロム等からなり、同図のものでは、その金属線(横断面が円形の線)から、円筒形で、所定長さを有するツル巻き状(螺旋状)のコイルばね構造を呈している。なお、同図のシースヒータ20では、抵抗発熱体30の後端に、抵抗温度係数が正で大きい値を有する金属(例えばコバルト鉄合金)製の電流制御用抵抗コイル(抵抗発熱体のコイルと逆巻で図示)32が直列で接続(溶接)されている。これにより同図のものでは、シースチューブ21内においてその後端の開口から内挿された端子用軸40の先端41が、その電流制御用抵抗コイル32の後端に溶接で接続されており、この端子用軸40と金具本体10間に通電することで、抵抗発熱体30を昇温させる構成とされている。なお、シースチューブ21は全長にわたり同径(ストレート)のものもあるが、図12に示したものは、先端寄り部位が細い異径の円筒形状を呈している。   By the way, the detailed configuration of the sheath heater 20 itself constituting the glow plug 1 is as follows. That is, the heater 20 includes a sheath tube 21 made of stainless steel or a Ni-base heat-resistant alloy and a resistance heating element (coil) 30 disposed with the tip 33 welded therein as described above, as follows. It is configured. That is, the sheath tube 21 has a bottomed cylindrical shape formed in a substantially hemispherical shape having a convex end 22. The resistance heating element (heating coil) 30 is made of iron-chromium alloy, nichrome, or the like. In the figure, the metal wire (the wire having a circular cross section) is cylindrical, and the vine winding has a predetermined length. (Helix) coil spring structure. In the sheath heater 20 shown in the figure, a resistance coil for current control made of a metal (for example, cobalt iron alloy) having a positive and large resistance temperature coefficient at the rear end of the resistance heating element 30 (opposite to the coil of the resistance heating element). 32 are connected (welded) in series. Thus, in the same figure, the tip 41 of the terminal shaft 40 inserted from the opening at the rear end in the sheath tube 21 is connected to the rear end of the current control resistance coil 32 by welding. The resistance heating element 30 is heated by energizing between the terminal shaft 40 and the metal fitting body 10. The sheath tube 21 may have the same diameter (straight) over the entire length, but the one shown in FIG. 12 has a cylindrical shape with a different diameter near the tip.

このようなシースチューブ21内には、図の複雑化を避けるために図示はしていないが実際には電気絶縁性及び耐熱性のあるセラミック(例えば、MgO)の粉末(絶縁粉末)が充填されている。これにより、シースチューブ21の内面と、抵抗発熱体等をなすコイル(以下、単にコイルとも言う)や端子用軸40との間、及びコイル自体をなす巻線同士における先後の電気的絶縁が確保されていると共に、これらをシースチューブ21内に安定して固定させている。なお、このような固定の確保のため、同チューブ21内の絶縁粉末は圧縮され、所定の充填密度が保持されている。そして、このようなシースチューブ21の後端23寄り部位の内周面と、端子用軸40の外周面との間には、絶縁材からなる筒状(又は環状)の封止材(例えば、耐熱ゴムチューブ)65が介挿され、その間の絶縁を保持しつつ、この封止材65より先のチューブ21内(絶縁粉末)を封止(シール)している。   The sheath tube 21 is actually filled with ceramic (for example, MgO) powder (insulating powder) that is electrically insulating and heat resistant, although not shown in order to avoid complication of the drawing. ing. As a result, prior and subsequent electrical insulation is ensured between the inner surface of the sheath tube 21 and a coil (hereinafter also simply referred to as a coil) or a terminal shaft 40 that forms a resistance heating element and between the windings that form the coil itself. In addition, these are stably fixed in the sheath tube 21. In order to secure such fixation, the insulating powder in the tube 21 is compressed to maintain a predetermined filling density. And between the inner peripheral surface near the rear end 23 of the sheath tube 21 and the outer peripheral surface of the terminal shaft 40, a cylindrical (or annular) sealing material (for example, an insulating material) (for example, A heat-resistant rubber tube) 65 is inserted, and the inside of the tube 21 (insulating powder) ahead of the sealing material 65 is sealed (sealed) while maintaining insulation therebetween.

ところで、上記した構成のシースヒータ20は、次のような工程を経て製造ないし組み立てられる。図13に模式的に示した製造工程図に基づいて説明する。すなわち、シースチューブ21用に、図13−Aに示したように、両端が開口されたパイプ(円管)から多数の成形過程を経て、その下端部(シースチューブ21の先端となる部位)を半球面部を有するように絞り成形すると共に、その半球面部の先端中央に、そのパイプと同心で縮径し、先方に向けて突出する縮径筒部21sを形成してシースチューブ仕掛品21aを成形しておく。一方、抵抗発熱体(発熱コイル)30は、図13−B(左)に示したように、その先端部分の一部を、小径部33bとして形成しておく。そして、その発熱コイルの後方に電流制御用抵抗コイル32を接続しておき、その後端に端子用軸40の先端を溶接しておき、端子用軸付きのコイル(抵抗発熱体)組立体を形成しておく。   By the way, the sheath heater 20 having the above-described configuration is manufactured or assembled through the following steps. Description will be made based on the manufacturing process diagram schematically shown in FIG. That is, for the sheath tube 21, as shown in FIG. 13-A, a lower end (a portion serving as the tip of the sheath tube 21) is formed through a number of molding processes from a pipe (circular tube) having both ends opened. In addition to forming a hemispherical portion, the diameter of the hemispherical portion is reduced concentrically with the pipe at the center of the tip of the hemispherical portion, and a reduced diameter cylindrical portion 21s protruding toward the tip is formed to form a sheath tube work product 21a. Keep it. On the other hand, as shown in FIG. 13-B (left), the resistance heating element (heating coil) 30 is formed such that a part of its tip is formed as a small diameter portion 33b. Then, the current control resistor coil 32 is connected to the rear of the heat generating coil, and the tip of the terminal shaft 40 is welded to the rear end thereof to form a coil (resistance heat generating body) assembly with a terminal shaft. Keep it.

次いで、この端子用軸付きのコイル組立体を、図13−B,Cに示したように、上記シースチューブ仕掛品(抵抗発熱体の溶接前のシースチューブ)21a内に、その後端の開口から挿入し、先端の小径部33bを縮径筒部内(穴)21sに挿入する(図13−C参照)。そして、その状態の下で、その縮径筒部21sと共に小径部33bを溶接により溶融して凝固させる。こうすることで、図13−Dに示したように、その先端部分の溶融、凝固により、シースチューブ仕掛品21aはその先端が塞がれるともに、抵抗発熱体(コイル)30の先端33はシースチューブ21内の先端22に溶接され、端子用軸付きのシースヒータ仕掛品20aとなる。   Next, as shown in FIGS. 13B and 13C, the coil assembly with the terminal shaft is inserted into the sheath tube work product (sheath tube before welding of the resistance heating element) 21a from the opening at the rear end thereof. The small diameter portion 33b at the tip is inserted into the reduced diameter cylindrical portion (hole) 21s (see FIG. 13-C). In this state, the small diameter portion 33b is melted and solidified by welding together with the reduced diameter cylindrical portion 21s. As a result, as shown in FIG. 13-D, the distal end of the sheath tube work product 21a is blocked by melting and solidification of the distal end portion, and the distal end 33 of the resistance heating element (coil) 30 is sheathed. A sheathed heater work 20a with a terminal shaft is welded to the tip 22 in the tube 21.

こうして得られたシースヒータ仕掛品20aは、図14−Aに示したものとなるが、その後は、図14−Bに示したように、同チューブ21の後端の開口(チューブ後端23の内周面と端子用軸40の外周面との隙間)から、同チューブ21内に所定量の絶縁粉末60を注ぎ込み、充填する。その後、図14−Cに示したように、この状態のシースチューブ21の後端寄り部位の内周面と、端子用軸40の外周面との間に上記した筒状の封止材65を介在させる。   The sheath heater work-in-process 20a thus obtained is the one shown in FIG. 14-A, and thereafter, as shown in FIG. 14-B, the rear end opening (inside the tube rear end 23 of the tube 21). A predetermined amount of the insulating powder 60 is poured into the tube 21 through a gap between the peripheral surface and the outer peripheral surface of the terminal shaft 40 and filled. Thereafter, as shown in FIG. 14C, the above-described cylindrical sealing material 65 is placed between the inner peripheral surface of the portion near the rear end of the sheath tube 21 in this state and the outer peripheral surface of the terminal shaft 40. Intervene.

次に、絶縁粉末60の充填密度を所定値に高めるため、別途、独立の工程において、図14−C中の横向き矢印で記したように、シースチューブ21を縮径状(径方向)に加締める加工をする(スウェージング加工をする)。こうして、内部の絶縁粉末60を所望とする充填密度にする。かくては、これを上記した金具本体10の内側に圧入等し、上記したようなグロープラグ1として組立てられる。   Next, in order to increase the packing density of the insulating powder 60 to a predetermined value, the sheath tube 21 is added in a reduced diameter (diameter direction) as indicated by a horizontal arrow in FIG. Perform tightening (swaging). In this way, the inner insulating powder 60 has a desired packing density. Thus, this is press-fitted into the above-described metal fitting body 10 and assembled as the glow plug 1 as described above.

ところで、上記の端子用軸40付きのシースヒータ20の製造工程において、シースチューブ21を縮径状に加締めているが、これは、シースチューブ21内にその後端23の開口から絶縁粉末60を充填して、それを後方から単に軸線G1方向に押込む(加圧する)だけでは、絶縁粉末60がその内部において均一又は所望とする充填密度が得られないためである。これは次の理由による。上記構成のシースヒータ20では、内蔵されている抵抗発熱体30等がツルマキ状のコイル構造をしており、そのコイルの後端(開口)には端子用軸40の先端41が当接又は嵌合状をなして接続されており、そのコイルの後端を閉塞している。したがって、このようなコイル構造及び、これに対する端子用軸40の配置条件下で、シースチューブ21の後端側から絶縁粉末60を充填して後方から押込むだけでは、そのコイル構造の内側のみならず巻線相互間にさえも同粉末が入り込み難いことから、望とする充填密度が得られない。それ故、図14−Cに示したように、同粉末60が充填されたシースチューブ21を縮径状に加締めることで、その充填密度の均等、高度化を図っているのである。   Incidentally, in the manufacturing process of the sheath heater 20 with the terminal shaft 40 described above, the sheath tube 21 is crimped in a reduced diameter, and this is filled with the insulating powder 60 from the opening of the rear end 23 into the sheath tube 21. Then, simply pressing (pressurizing) it in the direction of the axis G1 from the rear does not provide the insulating powder 60 with a uniform or desired filling density. This is due to the following reason. In the sheath heater 20 configured as described above, the built-in resistance heating element 30 and the like has a coiled coil structure, and the tip 41 of the terminal shaft 40 abuts or fits to the rear end (opening) of the coil. It is connected in a shape, and the rear end of the coil is closed. Therefore, if the insulating powder 60 is filled from the rear end side of the sheath tube 21 and pushed in from the rear side under such a coil structure and the arrangement condition of the terminal shaft 40 with respect to the coil structure, only the inside of the coil structure can be used. Since the same powder is difficult to enter even between the windings, the desired packing density cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. 14-C, the sheath tube 21 filled with the powder 60 is crimped to a reduced diameter so that the filling density is uniform and sophisticated.

特開2001−330249号公報JP 2001-330249 A

グロープラグはシースチューブの先端の熱で燃焼室内を過熱するため、シースチューブの先端の温度が最も重要である。しかし、上記したような従来のシースヒータ20においては、シースチューブ21の形状や絶縁粉末の充填密度を向上しても、抵抗発熱体30は先後に伸びるコイル構造を有しているため、発熱領域が軸線方向に長くなり、発熱効率を向上させるには限界があった。   Since the glow plug overheats the combustion chamber with the heat at the tip of the sheath tube, the temperature at the tip of the sheath tube is the most important. However, in the conventional sheath heater 20 as described above, even if the shape of the sheath tube 21 or the packing density of the insulating powder is improved, the resistance heating element 30 has a coil structure that extends later, so There is a limit to improving the heat generation efficiency because it becomes longer in the axial direction.

上記したように従来のシースヒータ20の構成においては、その製法上、シースチューブ21内に充填した絶縁粉末60を所望とする充填密度にするためには、これを充填した後、別途、独立の工程において、シースチューブ21を、縮径状に加締めて内部の絶縁粉末を圧縮する工程を要していた。このため、その工程分、製造工程が増加、複雑化し、製造コストの増大を招いていたといった問題があった。   As described above, in the configuration of the conventional sheath heater 20, in order to make the insulating powder 60 filled in the sheath tube 21 into a desired filling density due to its manufacturing method, after filling it, a separate process is performed separately. However, the process of crimping the insulating powder inside by crimping the sheath tube 21 into a reduced diameter is required. For this reason, there is a problem that the manufacturing process is increased and complicated for the process, resulting in an increase in manufacturing cost.

また、このようなシースヒータ20を製造する工程においては、シースチューブ21内の先端22に抵抗発熱体30を溶接するのに、パイプから、上記したように先端に縮径筒部21sを備えたシースチューブ仕掛品21aを成形しておき、その縮径筒部21s内に抵抗発熱体30の先端線部33bを挿入し、これをその縮径筒部21sと共に溶融する形で溶接していた。一方、このようなシースチューブ仕掛品21aの成形においてその先端に縮径筒部21sを成形する場合には、不可避的にその部分の長さ等の寸法にバラツキ(成形上等の誤差)が発生する。その上に、その後の溶接過程でも、縮径筒部21sを含む部分の溶融量(凝固量)にもバラツキが生じる。こうしたことから、その溶接による溶融金属の凝固後においては、シースチューブ21の先端(底部)22の肉厚に過度のバラツキが生じることがある。他方、グロープラグ用のシースヒータ20はシースチューブ21の先端22が発熱部として重要な役割を果たすところである。したがって、このようなバラツキは、グロープラグとしての発熱性能にバラツキを与えることになる。   Further, in the process of manufacturing such a sheath heater 20, the resistance heating element 30 is welded to the distal end 22 in the sheath tube 21, and the sheath provided with the reduced diameter cylindrical portion 21s at the distal end as described above from the pipe. The tube work 21a is formed in advance, and the tip wire portion 33b of the resistance heating element 30 is inserted into the reduced diameter cylindrical portion 21s, and is welded in such a manner that it is melted together with the reduced diameter cylindrical portion 21s. On the other hand, when forming the reduced-diameter cylindrical portion 21s at the tip of the sheath tube work-in-progress 21a, there is inevitably a variation in the length and other dimensions (an error in molding). To do. In addition, even in the subsequent welding process, the amount of melting (solidification amount) of the portion including the reduced diameter cylindrical portion 21s also varies. For this reason, after the solidification of the molten metal by the welding, an excessive variation may occur in the thickness of the tip (bottom) 22 of the sheath tube 21. On the other hand, in the glow plug sheath heater 20, the tip 22 of the sheath tube 21 plays an important role as a heat generating portion. Therefore, such a variation gives a variation in the heat generation performance as a glow plug.

本発明は、上記したグロープラグをなすシースヒータの構造、及びその製造工程に起因する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は次のようである。
第1には、シースヒータの先端における発熱効率を高める。
第2には、シースチューブ内にその後端の開口から絶縁粉末を充填し、軸線方向に加圧するだけで、絶縁粉末を所望とする充填密度に保持できるようにする。すなわち、その充填密度の確保のためのシースチューブの縮径状の加締め工程を省略し得るようにして、シースヒータを低コストで、効率的に製造できるようにし、結果としてグロープラグの低コスト化を図る。
そして、第3には、シースヒータの発熱性能のバラツキを小さくする。以上の3点が、本発明の目的である。
The present invention has been made in view of the above-described structure of the sheath heater forming the glow plug and problems caused by the manufacturing process thereof, and the object thereof is as follows.
First, the heat generation efficiency at the tip of the sheath heater is increased.
Secondly, the insulating powder is filled into the sheath tube from the opening at the rear end thereof, and the insulating powder can be maintained at a desired filling density only by pressing in the axial direction. In other words, the sheath tube diameter reducing caulking step for securing the filling density can be omitted, and the sheath heater can be efficiently manufactured at low cost, resulting in low cost of the glow plug. Plan.
Third, the variation in the heat generation performance of the sheath heater is reduced. The above three points are the object of the present invention.

前記課題を解決するために請求項1に記載の発明は次の通りである。
先端が閉じられたシースチューブと、
前記シースチューブ内に内挿されている通電用の端子用軸と、
前記シースチューブ内に配置され、自身の一端側がシースチューブ内の先端又は先端寄り部位に溶接される一方、他端側は前記端子用軸に電気的に接続され、かつ、通電することにより発熱する抵抗発熱体と、
前記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、
を備えたシースヒータを有してなるグロープラグにおいて、
前記抵抗発熱体は、前記シースチューブ内で、その後端側から見られたときに渦巻き状をなすよう、金属板を巻板相互間に間隔を保持して渦巻き状に形成されてなる渦巻き構造体をなしており、該渦巻き構造体の最外周側に位置する該抵抗発熱体の一端側が、該シースチューブ内の先端又は先端寄り部位に溶接されていることを特徴とするグ。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is as follows.
A sheath tube with a closed tip;
A terminal shaft for energization inserted in the sheath tube;
It is arranged in the sheath tube, and one end side of itself is welded to the distal end or a portion near the distal end in the sheath tube, while the other end side is electrically connected to the terminal shaft and generates heat when energized. A resistance heating element;
Insulating powder filled in the sheath tube;
In a glow plug having a sheath heater with
The resistance heating element is a spiral structure in which a metal plate is formed in a spiral shape while maintaining a space between the winding plates so as to form a spiral shape when viewed from the rear end side in the sheath tube. Wherein the one end side of the resistance heating element located on the outermost peripheral side of the spiral structure is welded to the distal end or a portion closer to the distal end in the sheath tube.

請求項2に記載の発明は、前記渦巻き構造体の最内周側に位置する該抵抗発熱体の他端側は、前記端子用軸の先端又は先端寄り部位に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のグロープラグである。   According to a second aspect of the present invention, the other end side of the resistance heating element located on the innermost peripheral side of the spiral structure is electrically connected to a tip end or a portion closer to the tip end of the terminal shaft. The glow plug according to claim 1, wherein:

請求項3に記載の発明は、前記渦巻き構造体は、仮想軸の回りに、該仮想軸に垂直な一平面に沿う形で平面的に巻かれた渦巻き状をなしていることを特徴とする請求項1又は2に記載のグロープラグである。請求項4に記載の発明は、前記渦巻き構造体は、該抵抗発熱体の前記一端側から離れて前記他端側に向かう巻板部位ほど、後方に位置する形の渦巻き状をなしていることを特徴とする請求項1又は2に記載のグロープラグである。   The invention according to claim 3 is characterized in that the spiral structure is spirally wound around a virtual axis in a plane along a plane perpendicular to the virtual axis. A glow plug according to claim 1 or 2. According to a fourth aspect of the present invention, the spiral structure has a spiral shape in which the spiral plate portion is located at the rear side toward the other end side away from the one end side of the resistance heating element. A glow plug according to claim 1 or 2, wherein

請求項5に記載の発明は、前記抵抗発熱体の前記一端側と前記シースチューブ内との溶接部位における溶接部通電面積が、この溶接部位よりも内周側に位置する巻板部位の導通断面積より大きく保持されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のグロープラグである。   According to a fifth aspect of the present invention, the conduction cut-off of the winding plate portion where the welded portion energizing area at the welded portion between the one end side of the resistance heating element and the inside of the sheath tube is located on the inner peripheral side of the welded portion is provided. The glow plug according to claim 1, wherein the glow plug is held larger than an area.

請求項6に記載の発明は、前記抵抗発熱体は、前記一端側に位置する巻板部位の単位長さ当りの抵抗値が、それより内周側に位置する巻板部位の単位長さ当りの抵抗値より大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のグロープラグである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the resistance heating element, the resistance value per unit length of the winding plate portion located on the one end side is per unit length of the winding plate portion located on the inner peripheral side thereof. The glow plug according to claim 1, wherein the glow plug is formed so as to be larger than a resistance value of the glow plug.

請求項7に記載の発明は、前記端子用軸は、前記抵抗発熱体の前記他端側が電気的に接続されている部位を含む先端寄り部位の横断面積が、それより後方の部位の横断面積に比べて小さく形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のグロープラグである。   In the invention according to claim 7, the terminal shaft has a cross-sectional area of a portion near the tip including a portion where the other end side of the resistance heating element is electrically connected, and a cross-sectional area of a rear portion thereof. The glow plug according to any one of claims 1 to 6, wherein the glow plug is formed to be smaller than the glow plug.

請求項8に記載の発明は、前記抵抗発熱体は、前記他端側に前記端子用軸が接合された状態で、前記シースチューブ内に位置決め配置されて該シースチューブの先端又は先端寄り部位に溶接される前において、該抵抗発熱体の前記一端側が、該シースチューブの内面にバネ性により押付けられる渦巻きバネに形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のグロープラグである。   According to an eighth aspect of the present invention, the resistance heating element is positioned and arranged in the sheath tube in a state where the terminal shaft is joined to the other end side, and is disposed at a distal end or a portion closer to the distal end of the sheath tube. The one end side of the resistance heating element is formed in a spiral spring that is pressed against the inner surface of the sheath tube by a spring property before being welded. Is a glow plug.

請求項9に記載の発明は、前記シースヒータが、前記抵抗発熱体の前記他端側に、前記端子用軸の先端又は先端寄り部位を電気的に接続して端子用軸付きの抵抗発熱体を得る工程と、該端子用軸付きの抵抗発熱体を前記シースチューブ内に配置して、前記抵抗発熱体の前記一端側を前記シースチューブ内の先端又は先端寄り部位に溶接する工程と、その後、該シースチューブ内にその後端の開口から絶縁粉末を充填した後、該シースチューブの後端の開口から、該絶縁粉末を先端側に向けて圧縮することで該絶縁粉末を所定の充填密度に保持する工程とを含んで製造されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のグロープラグの製造方法である。   According to the ninth aspect of the present invention, the sheath heater is configured to provide a resistance heating element with a terminal shaft by electrically connecting a distal end of the terminal shaft or a portion closer to the distal end to the other end side of the resistance heating element. Placing the resistance heating element with the terminal shaft in the sheath tube, and welding the one end side of the resistance heating element to the distal end or a portion closer to the distal end in the sheath tube; and After filling the sheath tube with insulating powder from the opening at the rear end, the insulating powder is compressed toward the distal end side from the opening at the rear end of the sheath tube to maintain the insulating powder at a predetermined packing density. The method for manufacturing a glow plug according to claim 1, wherein the method is manufactured by including the step of:

本発明では、抵抗発熱体を従来のような、先後に延びるツル巻状のコイル構造ではなく、上記構成のように渦巻き構造体としている。そして、シースチューブ内の先端又は先端寄り部位にその抵抗発熱体の前記一端側を溶接した構成を有しているため、そのシースチューブ内に後端から絶縁粉末を充填して軸方向に所定の圧縮力で圧縮することで、渦巻き構造体をなす抵抗発熱体の巻板相互間も含め、絶縁粉末を所望とする所定の充填密度に保持することができる。したがって、従来のシースヒータの製造におけるような、シースチューブの縮径状の加締め工程を要しない。これにより、シースヒータの製造の効率化、ひいてはグロープラグの低コスト化が図られる。   In the present invention, the resistance heating element is not a spiral coil structure that extends forward and backward as in the prior art, but a spiral structure as described above. And since it has the structure which welded the said one end side of the resistance heating element to the front-end | tip in a sheath tube or a site | part near a front-end | tip, it fills the sheath tube with insulating powder from a rear end, and has predetermined | prescribed axial direction. By compressing with a compressive force, the insulating powder can be maintained at a desired predetermined packing density, including between the winding plates of the resistance heating element forming the spiral structure. Therefore, there is no need for a caulking step with a reduced diameter of the sheath tube as in the manufacture of a conventional sheath heater. As a result, the manufacturing efficiency of the sheath heater can be improved, and the cost of the glow plug can be reduced.

しかも従来のシースヒータでは、背景技術で説明したようにその製造において、シースチューブ内の先端に、コイル構造をなす抵抗発熱体の先端を溶接するため、その溶接前のシースチューブ仕掛品は、先端の半球面部の中心において先方に向けて突出する縮径筒部(穴)のある成形体としておく必要があった。そして、その溶接に際しては、その縮径筒部に抵抗発熱体の先端の小径部を挿入し、これを縮径筒部と共に溶融、凝固させる形で溶接する必要があったことから、溶接後の同チューブの先端(底部)の肉厚にバラツキが生じる結果として発熱性能にバラツキが生じることがあった。これに対し、本発明では、抵抗発熱体の先端を溶接する前のシースチューブは、先端が閉じられたものを使用できる。そして、このような先端が閉じられたシースチューブは、金属板素材から深絞り成形したり、或いは、軸材から押出し成形したりすることで、その先端(底部)の肉厚等についても高い寸法精度のものが容易に成形できる。したがって、このような有底チューブ内に、渦巻き構造体をなす抵抗発熱体を挿入して配置した後は、その最外周側に位置する該抵抗発熱体の一端側を、該シースチューブ内の先端又は先端寄り部位に対し、溶接で容易に溶接できる。その上、その溶接では同チューブの先端の肉厚にバラツキを与えることもないから、発熱性能にバラツキの小さいシースヒータを得ることができる。   Moreover, in the conventional sheath heater, as described in the background art, in the manufacture, the tip of the resistance heating element having a coil structure is welded to the tip of the sheath tube. It was necessary to prepare a molded body having a reduced diameter cylindrical portion (hole) protruding toward the front at the center of the hemispherical portion. In the welding, it is necessary to insert a small diameter portion at the tip of the resistance heating element into the reduced diameter cylindrical portion, and to melt and solidify it together with the reduced diameter cylindrical portion. As a result of variations in the wall thickness at the tip (bottom) of the tube, the heat generation performance may vary. On the other hand, in the present invention, the sheath tube before the tip of the resistance heating element is welded can be used with the tip closed. And the sheath tube with such a closed end is deeply drawn from a metal plate material or extruded from a shaft member, so that the thickness of the tip (bottom) is high. It can be easily molded with precision. Therefore, after the resistance heating element forming the spiral structure is inserted and arranged in such a bottomed tube, one end side of the resistance heating element located on the outermost peripheral side is connected to the distal end in the sheath tube. Alternatively, it can be easily welded to the portion near the tip by welding. In addition, since the welding does not give variations to the wall thickness at the tip of the tube, it is possible to obtain a sheath heater with small variations in heat generation performance.

さらに、本発明の抵抗発熱体は、上記したような渦巻き構造をなしているため、これをシースチューブの先端に近づけて配置することで、シースチューブの先端又は先端寄り部位を集中的かつ効率的に加熱できる。すなわち、本発明によれば、シースヒータの先端における発熱効率を高めることができる。一方、本発明の抵抗発熱体は、請求項1、2に記載のように、シースチューブ内で後端側から見られたときに渦巻き状をなすよう、金属板を巻板相互間に間隔を保持して渦巻き状に形成された渦巻き構造体をなしていればよい。したがって、この渦巻き構造体は請求項4に記載のように、前記一端側から離れて前記他端側に向かう部位ほど、後方に位置する形の渦巻き構造(円錐状の渦巻き構造)をなしているものとしてもよいが、請求項3に記載のように平面的に巻かれた渦巻状に形成した場合には、従来のコイル形状のものに比べて、シースチューブ内の先端又は先端寄り部位に、その抵抗発熱体の全体を集中的に配置できるため、その先端の昇温特性ないし発熱効率を効果的に高めることができる。   Furthermore, since the resistance heating element of the present invention has a spiral structure as described above, the tip of the sheath tube or a portion close to the tip can be concentrated and efficiently arranged by placing it close to the tip of the sheath tube. Can be heated. That is, according to the present invention, the heat generation efficiency at the tip of the sheath heater can be increased. On the other hand, in the resistance heating element of the present invention, as described in claims 1 and 2, the metal plates are spaced apart from each other so as to form a spiral when viewed from the rear end side in the sheath tube. It is only necessary to form a spiral structure that is held and formed in a spiral shape. Accordingly, as described in claim 4, the spiral structure has a spiral structure (conical spiral structure) that is located rearward as it is located farther from the one end side toward the other end side. However, when formed in a spiral shape wound in a plane as described in claim 3, compared to the conventional coil shape, at the tip or near the tip in the sheath tube, Since the entire resistance heating element can be arranged in a concentrated manner, the temperature rise characteristic or heat generation efficiency at the tip can be effectively improved.

なお、請求項4に記載のように抵抗発熱体を形成して配置した場合には、端子用軸の先端の、シースチューブの先端からの距離を大きく確保できる。したがって、端子用軸の先端と抵抗発熱体の前記他端側との接合部の高温化を回避することができる。これにより、この接合を溶接による場合でも、ヒータの加熱に基づく破断防止に有効である。   When the resistance heating element is formed and arranged as described in claim 4, it is possible to secure a large distance from the distal end of the sheath tube at the distal end of the terminal shaft. Therefore, it is possible to avoid a high temperature at the joint between the tip of the terminal shaft and the other end of the resistance heating element. Thereby, even when this joining is performed by welding, it is effective for preventing breakage due to heating of the heater.

また、請求項5に記載のように、前記溶接部通電面積が、この溶接部位よりも内周側に位置する巻板部位の導通断面積より大きく保持されている場合には、溶接部位の抵抗増大を防止できるから、同溶接部位の再溶融による溶断(断線)防止が図られる。   Further, as described in claim 5, when the welded portion energization area is maintained larger than the conduction cross-sectional area of the wound plate portion located on the inner peripheral side of the welded portion, the resistance of the welded portion is determined. Since the increase can be prevented, fusing (disconnection) by remelting of the welded portion can be prevented.

そして、請求項6に記載のように抵抗発熱体を形成することで、シースチューブの先端部の内周面側に位置する抵抗発熱体の外周側を効率的かつ迅速に加熱できる。なお、抵抗値を大きくするためには、渦巻き構造体の最外周側に位置する該抵抗発熱体の一端側の導通断面積を他端側のそれより小さくすればよい。したがって、渦巻き構造体をなす抵抗発熱体を、一定厚さの帯板を渦巻状に巻く場合には、最外周側に位置する巻板部位の帯板における幅を小さくすればよい。すなわち、渦巻き構造体をなす抵抗発熱体は、一定厚さ、一定幅の帯板を渦巻状に巻くこととしてもよいが、このように渦巻き構造体の最外周側に位置する該抵抗発熱体の一端側の導通断面積を他端側のそれより小さくなるようにしておくことで、シースチューブの先端部を迅速かつ効率的に加熱できる。   By forming the resistance heating element as described in claim 6, the outer peripheral side of the resistance heating element located on the inner peripheral surface side of the distal end portion of the sheath tube can be efficiently and rapidly heated. In order to increase the resistance value, the conduction cross-sectional area on one end side of the resistance heating element located on the outermost peripheral side of the spiral structure may be made smaller than that on the other end side. Therefore, when the resistance heating element forming the spiral structure is wound in a spiral shape with a certain thickness, the width of the strip at the outermost peripheral portion may be reduced. That is, the resistance heating element forming the spiral structure may be formed by winding a strip having a certain thickness and width in a spiral shape, and thus the resistance heating element positioned on the outermost peripheral side of the spiral structure in this way. By making the conduction cross-sectional area on one end side smaller than that on the other end side, the distal end portion of the sheath tube can be heated quickly and efficiently.

請求項7に記載のように前記端子用軸を形成しておくことで、前記抵抗発熱体からの、同軸の後方への熱伝導性を低下させることができるから、その抵抗発熱体の加熱性の低下防止に有効である。なお、端子用軸が充実棒(中実棒)であれば、前記先端寄り部位の外径を、それより後方部位より細くしておけばよい。   By forming the terminal shaft as described in claim 7, the thermal conductivity from the resistance heating element to the rear side of the coaxial can be reduced. This is effective in preventing the deterioration of If the terminal shaft is a solid bar (solid bar), the outer diameter of the portion closer to the tip may be made thinner than the rear portion.

また、請求項8に記載のように抵抗発熱体を構成し、その最外周側である前記一端部がシースチューブの内面にバネ性により押付けられものとした場合には、その一端側とシースチューブとの溶接がレーザ溶接により容易にできる。このような構成を有する場合には、シースチューブの外部からレーザ光を照射して、その一端側の外向き面とシースチューブの内面とを溶接する際において、別途、両者が接するように保持する手段を要しないためである。   In addition, when the resistance heating element is configured as described in claim 8 and the one end portion which is the outermost peripheral side is pressed against the inner surface of the sheath tube by a spring property, the one end side and the sheath tube Can be easily welded by laser welding. In the case of having such a configuration, when the laser beam is irradiated from the outside of the sheath tube and the outward surface on one end side and the inner surface of the sheath tube are welded, they are separately held so as to contact each other. This is because no means is required.

本発明のグロープラグの縦断面図、そのシースヒータ部分の拡大図、及びその要部のさらなる拡大図。The longitudinal cross-sectional view of the glow plug of this invention, the enlarged view of the sheath heater part, and the further enlarged view of the principal part. 図1のA−A線断面図(後端側から見た図)。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (viewed from the rear end side). 図2のB−B線断面図。BB sectional drawing of FIG. 図3において絶縁粉末を充填した図。The figure which filled the insulating powder in FIG. 端子用軸に対し抵抗発熱体を渦巻状に形成する説明用展開図であり、Aは説明用正面図、Bは説明用平面図。It is a development view for explanation which forms a resistance heating element in a spiral shape with respect to a shaft for terminals, A is a front view for explanation, and B is a plan view for explanation. 抵抗発熱体付きの端子用軸の要部正面図及び部分拡大図。The principal part front view and partial enlarged view of a shaft for terminals with a resistance heating element. シースヒータを製造する工程の説明用断面図。Sectional drawing for description of the process of manufacturing a sheath heater. シースヒータの別例の要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view of another example of a sheath heater. 抵抗発熱体付きの端子用軸の別例の抵抗発熱体の説明用展開図。The development view for explanation of the resistance heating element of another example of the shaft for a terminal with a resistance heating element. 抵抗発熱体付きの端子用軸の別例の抵抗発熱体の説明用展開図。The development view for explanation of the resistance heating element of another example of the shaft for a terminal with a resistance heating element. 抵抗発熱体付きの端子用軸の別例の抵抗発熱体の説明用展開図。The development view for explanation of the resistance heating element of another example of the shaft for a terminal with a resistance heating element. 従来のグロープラグの一例を示す断面図、及びそのシースヒータ部分の拡大図。Sectional drawing which shows an example of the conventional glow plug, and the enlarged view of the sheath heater part. 従来のシースヒータの製造工程(抵抗発熱体の溶接まで)の模式的説明図。The typical explanatory view of the manufacturing process (until resistance heating element welding) of the conventional sheath heater. 従来のシースヒータの製造工程(抵抗発熱体の溶接後)の説明図。Explanatory drawing of the manufacturing process (after welding of a resistance heating element) of the conventional sheathed heater.

本発明の実施の形態について図1〜図7に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態のグロープラグ1は、そのシースヒータ20の内部構造を除けば、図12に示したものと同様の構成を有する。以下、詳述する。このグロープラグ1は、筒状(円筒状)をなす金具本体(ハウジング)10と、シースヒータ(発熱チューブ)20等からなっている。シースヒータ20は、先端22が閉じられたシースチューブ21と、その内部の抵抗発熱体30などから形成されており、金具本体10の内側に、そのシースチューブ21の先端22側の半分以上を本体10の先端11から突出させた状態で、圧入等により固定されている。金具本体10は、図示しないエンジンヘッドのねじ穴(取付け用ねじ穴)にねじ込み方式で取り付けられるように、その後端寄り部位の外周面にネジ13を備えており、そのネジ13の後方の外周面にはねじ込み用の多角形部(例えば、六角部)15を備えている。また、筒状の金具本体10内には、シースチューブ21内にその後端(後端部)23から内挿された通電用の端子用軸40が同軸状に、同本体10の内周面と絶縁(空間)を保持して配置されている。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However, the glow plug 1 of this embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 12 except for the internal structure of the sheath heater 20. Details will be described below. This glow plug 1 includes a metal fitting body (housing) 10 having a cylindrical shape (cylindrical shape), a sheath heater (heating tube) 20, and the like. The sheath heater 20 is formed of a sheath tube 21 with a distal end 22 closed, a resistance heating element 30 and the like inside the sheath tube 21, and more than half of the sheath tube 21 on the distal end 22 side is placed inside the metal body 10. It is fixed by press-fitting or the like in a state of protruding from the tip 11. The metal fitting body 10 is provided with a screw 13 on the outer peripheral surface near the rear end so that it can be screwed into a screw hole (mounting screw hole) of an engine head (not shown). Is provided with a polygonal part (for example, hexagonal part) 15 for screwing. Further, in the tubular metal fitting body 10, a current-carrying terminal shaft 40 inserted from the rear end (rear end portion) 23 in the sheath tube 21 is coaxial with the inner peripheral surface of the main body 10. It is arranged with insulation (space) retained.

この端子用軸40は丸棒(中実丸棒)状をなしているが、本例では、その先端(図示下端)41側から、例えば外径1mmの小径部45、それより太い中径部46、そしてさらに後端部42側に向けて太い大径部47と、順次、太くなる異径同芯の丸棒をなし、その後端部42を本体10の後端において後方に突出させている。そして、この軸40の後端寄り部位の大径部47の外周面と、本体10の後端の多角形部15において拡径された内周面との間に、シール材(Oリングパッキン)51、絶縁リング53を配置させ、それより後方に突出する軸の後端部(図示、ダブルハッチング部)42に対し、通電用端子(端子部材)55がその筒状部57を外嵌し、かつ、絶縁リング53の後端を先方に押さえつけた状態で、その筒状部57を縮径状に加締めて固定している。   The terminal shaft 40 has a round bar (solid round bar) shape. In this example, from the tip (lower end in the drawing) 41 side, for example, a small diameter part 45 having an outer diameter of 1 mm, and a thicker medium diameter part. 46, and further toward the rear end portion 42, a thick large-diameter portion 47 and a round bar of different diameter concentrically increasing in thickness, and the rear end portion 42 protrudes rearward at the rear end of the main body 10. . A seal material (O-ring packing) is provided between the outer peripheral surface of the large-diameter portion 47 near the rear end of the shaft 40 and the inner peripheral surface expanded in the polygonal portion 15 at the rear end of the main body 10. 51, an insulating ring 53 is disposed, and an energizing terminal (terminal member) 55 externally fits the cylindrical portion 57 to a rear end portion (double hatched portion in the figure) 42 that protrudes rearward from the shaft. In addition, with the rear end of the insulating ring 53 being pressed forward, the cylindrical portion 57 is fixed by crimping to a reduced diameter.

さて次に、このグロープラグ1を構成するシースヒータ20の詳細について説明するが、これは、本例ではステンレス鋼やNi基耐熱合金からなるシースチューブ21と、その内部に配置された抵抗発熱体30等から次のように構成されている。すなわち、シースチューブ21は、先端寄り部位が若干小径に形成された異径円筒状をなし、その先端22が閉じられた有底の円筒形状を呈している。本形態では、先端22をなす底部は平坦形をなして閉じられており、先端寄り部位の小径部24とそれより後方の大径部26とは先細り状のテーパ部25を介して連結されている。   Next, the details of the sheath heater 20 constituting the glow plug 1 will be described. In this example, the sheath heater 21 made of stainless steel or Ni-base heat-resistant alloy, and the resistance heating element 30 disposed therein are used. From the above, it is configured as follows. That is, the sheath tube 21 has a cylindrical shape with a different diameter in which a portion near the tip is formed with a slightly small diameter, and has a bottomed cylindrical shape with the tip 22 closed. In this embodiment, the bottom forming the tip 22 is closed in a flat shape, and the small-diameter portion 24 near the tip is connected to the large-diameter portion 26 behind it via a tapered taper portion 25. Yes.

抵抗発熱体30は、体積抵抗率:1μΩ・m以上の鉄クロム合金又はニクロム等の高融点金属からなる薄い帯板(厚さ0.1mm、幅1.0mm)31を、渦巻きバネ状に渦巻き形成された渦巻き構造体をなしている(図2〜図5参照)。すなわち、本例では、抵抗発熱体30は、シースチューブ21内で、図2に示したように、その後端23側(軸線G1方向)から見られたときに渦巻き状をなすよう、前記した金属製の帯板を巻板相互間に間隔を保持して、シースチューブ21の軸線G1回りにおいて、その板面相互間である巻板間に微小間隔(0.05〜0.2mm)を保持して、3〜4回、ウズ巻き状に巻かれた渦巻き構造を呈している。ただし、この抵抗発熱体30は、それが自由状態にあるときは、仮想軸の回りに、該仮想軸に垂直な一平面に沿う形で平面的に巻かれた渦巻き状をなしている。なお、この抵抗発熱体30は、23℃の抵抗値を1としたとき、1000℃の抵抗値が0.985〜1.190の範囲にある温度特性の単一材料からなるものとするのが好ましい。   The resistance heating element 30 is formed by spirally winding a thin strip (thickness 0.1 mm, width 1.0 mm) 31 made of a high melting point metal such as an iron chromium alloy or nichrome having a volume resistivity of 1 μΩ · m or more into a spiral spring shape. The formed spiral structure is formed (see FIGS. 2 to 5). That is, in this example, the resistance heating element 30 is formed in the above-described metal so as to form a spiral shape when viewed from the rear end 23 side (axis G1 direction) in the sheath tube 21, as shown in FIG. A strip made of steel is held between the winding plates, and a minute gap (0.05 to 0.2 mm) is held between the winding plates between the plate surfaces around the axis G1 of the sheath tube 21. Thus, it exhibits a spiral structure wound three to four times. However, when the resistance heating element 30 is in a free state, the resistance heating element 30 has a spiral shape that is wound in a plane around a virtual axis along a plane perpendicular to the virtual axis. The resistance heating element 30 is made of a single material having a temperature characteristic in which the resistance value at 1000 ° C. is in the range of 0.985 to 1.190 when the resistance value at 23 ° C. is 1. preferable.

この渦巻き構造体をなす抵抗発熱体30は、シースチューブ21内においてその先端(底部)22と微量の間隔で絶縁を保持して配置されている。そして、この渦巻き構造体の最外周側に位置する抵抗発熱体30の一端33の板面は、本例では、シースチューブ21内の内周面27のうち、その先端(底部)22の近傍(先端寄り部位)部位に重ね合わされて、例えばレーザ溶接で、図2中、太線で示した位置において溶接されている。なお前記一端33とシースチューブ21との溶接箇所は、その先端(底部)22であってもよい。すなわち、渦巻き構造体の最外周側に位置する抵抗発熱体30の一端33側を曲げ形成して、この先端(底部)22に接するようにしておいて溶接してもよい。そして、本例では渦巻き構造体の最内周側に位置する抵抗発熱体30の他端35は、図2〜図4に示したように、シースチューブ21内の先端(底部)22と絶縁間隔が保持されている端子用軸40の先端41の近傍(先端寄り部位)の外周面に対し、電流制御用抵抗コイルを介することなく、直接溶接されて電気的に接続されている。なお、この端子用軸40のうち、抵抗発熱体30の他端35側が溶接されている先端部位(図2中の太線部、図5の破線部位)を含む先端寄り部位が、上記もしたが、それより後方の部位より細い(直径1mm)小径部45をなしている。このようなシースヒータ20をなすシースチューブ21内には、一部の図では図示を省略しているが、図1、図4、図7に示したように、耐熱性のある絶縁粉末(MgO)60が所定の充填密度で充填されている。   The resistance heating element 30 forming the spiral structure is disposed in the sheath tube 21 while maintaining insulation at a very small distance from the tip (bottom) 22 thereof. In this example, the plate surface of the one end 33 of the resistance heating element 30 located on the outermost peripheral side of the spiral structure is near the tip (bottom) 22 of the inner peripheral surface 27 in the sheath tube 21 ( 2 are overlapped with each other and welded at a position indicated by a thick line in FIG. 2, for example, by laser welding. The welded portion between the one end 33 and the sheath tube 21 may be the tip (bottom) 22 thereof. That is, one end 33 side of the resistance heating element 30 located on the outermost peripheral side of the spiral structure may be bent and welded so as to be in contact with the tip (bottom) 22. In this example, the other end 35 of the resistance heating element 30 located on the innermost peripheral side of the spiral structure is separated from the distal end (bottom) 22 in the sheath tube 21 as shown in FIGS. Is directly welded and electrically connected to the outer peripheral surface in the vicinity of the tip 41 of the terminal shaft 40 (a portion closer to the tip) without passing through a resistance coil for current control. Of the terminal shaft 40, the tip portion including the tip portion (the thick line portion in FIG. 2 and the broken line portion in FIG. 5) to which the other end 35 side of the resistance heating element 30 is welded is as described above. A small-diameter portion 45 that is thinner (diameter 1 mm) than the rear portion is formed. In the sheath tube 21 forming the sheath heater 20, although not shown in some drawings, as shown in FIGS. 1, 4, and 7, a heat-resistant insulating powder (MgO) 60 is filled at a predetermined packing density.

このように、シースチューブ21の内周面27を含む内面と端子用軸40の外面との間、抵抗発熱体30をなす巻板間には絶縁粉末60が充填されている。なお、シースチューブ21の後端部23の内周面と端子用軸40(中径部)の外周面との間には絶縁ゴムチューブからなる筒状の封止材65が配置されている。そして、シースチューブ21の後端部23の外周は、図示はしないが本例では縮径状に加締められており、その後端部23において抵抗発熱体30付きの端子用軸40を固定すると共に、内部の絶縁粉末60を封止している。しかして、このような構成を有するシースヒータ20は、そのシースチューブ21の後端寄り部位(大径部26)を介して本体10内に同軸状に圧入されて固定され、その後で、上記したように、同軸40の後端部にシール材51、絶縁リング53を配置させ、それより後方に突出する軸の後端部42に通電用端子55を加締め固定することでグロープラグ1を構成している。そして、かかる構成を有するグロープラグ1は、端子用軸40の後端部(通電用端子55)と本体10(接地電極)間に通電することで、シースチューブ21内の渦巻き構造体をなす抵抗発熱体30を発熱させ、これによって同チューブ21(シースヒータ20)の先端22部分を加熱するように構成されている。   Thus, the insulating powder 60 is filled between the inner surface including the inner peripheral surface 27 of the sheath tube 21 and the outer surface of the terminal shaft 40 and between the winding plates forming the resistance heating element 30. A cylindrical sealing material 65 made of an insulating rubber tube is disposed between the inner peripheral surface of the rear end portion 23 of the sheath tube 21 and the outer peripheral surface of the terminal shaft 40 (medium diameter portion). The outer circumference of the rear end portion 23 of the sheath tube 21 is crimped to a reduced diameter in this example (not shown), and the terminal shaft 40 with the resistance heating element 30 is fixed at the rear end portion 23. The inner insulating powder 60 is sealed. Then, the sheath heater 20 having such a configuration is press-fitted coaxially into the main body 10 through the portion near the rear end (large diameter portion 26) of the sheath tube 21 and fixed, and thereafter, as described above. In addition, the glow plug 1 is configured by disposing a sealing material 51 and an insulating ring 53 at the rear end portion of the coaxial 40 and caulking and fixing a current-carrying terminal 55 to the rear end portion 42 of the shaft protruding rearward therefrom. ing. The glow plug 1 having such a configuration is a resistor that forms a spiral structure in the sheath tube 21 by energizing between the rear end portion of the terminal shaft 40 (energization terminal 55) and the main body 10 (ground electrode). The heating element 30 is caused to generate heat so that the tip 22 portion of the tube 21 (sheath heater 20) is heated.

本形態のグロープラグ1においては、それを構成するシースヒータ20が、前記のように構成されているが、その製造、組立は次のようにしてなされる。すなわち、図5に示したように、端子用軸40の小径部45である先端41の近傍(先端寄り部位)の外周面に対し、渦巻き構造体をなすべく帯板31であって、抵抗発熱体30の最内周側となる端部(端部寄り部位)35をあてがって(重ねて)、例えば、破線で示した部分を溶接する(図5−A)。そして、この端子用軸40の回りに抵抗発熱体30をなす帯板31を、図5−Bに示したように、周回状に巻いて渦巻き構造体とする。こうして、図6に示したような渦巻き構造体をなす抵抗発熱体30付きの端子用軸40を形成しておく。なお、このような渦巻き構造体の形成は、端子用軸40への端部35の溶接前に別途、行っておいてもよい。すなわち、渦巻き構造体として形成した後、その最内周側の端部35を、端子用軸40の先端41の近傍(先端寄り部位)の外周面に溶接してもよい。もっとも、電気的に接続されていればよく、したがって、溶接によらずに圧入、カシメ等によって固定することでもよい。   In the glow plug 1 of the present embodiment, the sheath heater 20 that constitutes the glow plug 1 is configured as described above, but its manufacture and assembly are performed as follows. That is, as shown in FIG. 5, the band plate 31 is a resistive plate that forms a spiral structure on the outer peripheral surface in the vicinity of the tip 41 (portion near the tip) which is the small diameter portion 45 of the terminal shaft 40. The end part (end part side part) 35 used as the innermost circumference side of the body 30 is assigned (overlapping), for example, the part shown with the broken line is welded (FIG. 5-A). Then, as shown in FIG. 5B, the band plate 31 that forms the resistance heating element 30 around the terminal shaft 40 is wound around to form a spiral structure. Thus, the terminal shaft 40 with the resistance heating element 30 forming the spiral structure as shown in FIG. 6 is formed. Note that such a spiral structure may be separately formed before the end portion 35 is welded to the terminal shaft 40. In other words, after forming the spiral structure, the innermost end 35 may be welded to the outer peripheral surface in the vicinity of the tip 41 of the terminal shaft 40 (site closer to the tip). However, it is only necessary to be electrically connected. Therefore, it may be fixed by press-fitting, caulking or the like without depending on welding.

次に、こうして得られた抵抗発熱体30付きの端子用軸40を、図7−Aに示したように、先端が閉じられた(有底筒状)形に事前に成形されたシースチューブ21内に挿入する。そして、図7−Bに示したように、その端子用軸40を同心状にしかつ同軸40の先端41を同チューブ21内の先端22から所定量離間するようにして位置決めする。なお、この状態において、抵抗発熱体30の最外周側の一端33が、シースチューブ21の内周面27に接するようにし(図2、図3参照)、この抵抗発熱体30の外周側の端部である一端33の外向き面と、シースチューブ21の先端寄り部位の内周面27とを外部からレーザ溶接する。これより明らかなように、この溶接前においては抵抗発熱体30の前記一端33側が、シースチューブ21の内面に自身のバネ性により押付けられるように、上記渦巻き構造体を渦巻きバネ構造に形成しておくとよい。すなわち、シースチューブ21内に挿入する前の自由状態において、抵抗発熱体30の最外周側の外径がシースチューブ21の先端寄り部位の内径より大きくなるようにしておくとよい。   Next, as shown in FIG. 7-A, the terminal shaft 40 with the resistance heating element 30 obtained in this way is pre-molded into a sheath tube 21 having a closed end (cylindrical cylindrical shape). Insert inside. Then, as shown in FIG. 7-B, the terminal shaft 40 is concentric and the tip 41 of the coaxial 40 is positioned so as to be separated from the tip 22 in the tube 21 by a predetermined amount. In this state, one end 33 on the outermost peripheral side of the resistance heating element 30 is in contact with the inner peripheral surface 27 of the sheath tube 21 (see FIGS. 2 and 3). The outer surface of the one end 33 that is a portion and the inner peripheral surface 27 of the portion near the tip of the sheath tube 21 are laser-welded from the outside. As is clear from this, the spiral structure is formed in a spiral spring structure so that the end 33 side of the resistance heating element 30 is pressed against the inner surface of the sheath tube 21 by its own spring property before welding. It is good to leave. That is, it is preferable that the outer diameter of the outermost peripheral side of the resistance heating element 30 be larger than the inner diameter of the portion closer to the distal end of the sheath tube 21 in a free state before being inserted into the sheath tube 21.

次に、シースチューブ21の先端22を下にして、その後端23である上の開口からシースチューブ21内に絶縁粉末60を所定量注ぎ込み、充填する(図7−C参照)。このとき、抵抗発熱体30はシースチューブ21内において、上記のように、これを後端側から見たとき(図2参照)に渦巻き構造体をなしていることから、絶縁粉末60はその巻板間に入り込むと共に、それより先のシースチューブ21内の先端22にも入り込む(図4参照)。したがって、その後は、充填した絶縁粉末60が所望の充填密度となるように後端23側から先端22側に向けて、例えば、円筒状の押え具70で、絶縁粉末60の後端側を圧縮する(図7−C参照)。こうすることで、絶縁粉末60はその内部において所望とする充填密度に保持される。なお、この圧縮工程に用いる押え具70には、内径が端子用軸40の外径(本例では中径部46の外径)より大きく、外径がシースチューブ21の後端寄り部位の内径より小さい円筒体を用いればよい。かくして、その充填後には、シースチューブ21の後端部23において、端子用軸40との絶縁を保持しつつ絶縁粉末60を封止する封止材65を圧入等により配置することで、シースヒータ20(組立体)が製造、組立られる。なお、端子用軸40の大径部47が、絶縁粉末60の圧縮において干渉するような場合には、大径部47を含む後端寄り部位はその先端を、後工程で中径部46の後端に突合せ溶接すればよい。   Next, a predetermined amount of the insulating powder 60 is poured into the sheath tube 21 from the upper opening which is the rear end 23 with the tip 22 of the sheath tube 21 down, and the sheath tube 21 is filled (see FIG. 7C). At this time, since the resistance heating element 30 forms a spiral structure when viewed from the rear end side (see FIG. 2) in the sheath tube 21 as described above, the insulating powder 60 is not wound. While entering between the plates, it also enters the tip 22 in the sheath tube 21 beyond that (see FIG. 4). Therefore, thereafter, the rear end side of the insulating powder 60 is compressed with, for example, a cylindrical presser 70 from the rear end 23 side toward the front end 22 side so that the filled insulating powder 60 has a desired packing density. (See FIG. 7-C). By doing so, the insulating powder 60 is maintained at a desired packing density inside. The presser 70 used in this compression step has an inner diameter larger than the outer diameter of the terminal shaft 40 (in this example, the outer diameter of the medium diameter portion 46), and the outer diameter is the inner diameter of the portion near the rear end of the sheath tube 21. A smaller cylinder may be used. Thus, after the filling, the sealing heater 65 that seals the insulating powder 60 while maintaining insulation from the terminal shaft 40 is disposed by press-fitting or the like at the rear end portion 23 of the sheath tube 21, so that the sheath heater 20. (Assembly) is manufactured and assembled. When the large-diameter portion 47 of the terminal shaft 40 interferes with the compression of the insulating powder 60, the rear end portion including the large-diameter portion 47 has its tip at the rear end of the medium-diameter portion 46. What is necessary is just to butt-weld to a rear end.

前記したように本形態をなすシースヒータ20は、抵抗発熱体30が上記のような渦巻き構造体をなしているため、その製造、組立において、シースチューブ21内に充填した絶縁粉末60を所望とする充填密度に保持するためには、これを後端側から、所定の圧縮力で軸方向に圧縮することで可能となる。つまり、本形態の製法によれば、従来のように抵抗発熱体30として先後に延びるツル巻コイル構造のものを用いていないため、絶縁粉末60の充填後に、シースチューブ21をその長手方向にわたり縮径状に加締めるといった工程を省略できる。したがって、そのような工程を要しない分、製造工程が簡略化できるから、シースヒータ20の製造コストの低減が図られる。   As described above, in the sheath heater 20 according to the present embodiment, the resistance heating element 30 has the spiral structure as described above. Therefore, in the manufacture and assembly, the insulating powder 60 filled in the sheath tube 21 is desired. In order to maintain the packing density, it is possible to compress it in the axial direction with a predetermined compressive force from the rear end side. That is, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the resistance heating element 30 having the vine coil structure extending forward is not used, the sheath tube 21 is contracted in the longitudinal direction after the insulating powder 60 is filled. A process of caulking in a diameter can be omitted. Therefore, since the manufacturing process can be simplified because such a process is not required, the manufacturing cost of the sheath heater 20 can be reduced.

また、本形態をなすシースヒータ20の製造工程においては、シースチューブ21内における先端22に抵抗発熱体30を溶接するのに、有底筒状に成形されたシースチューブ21内に、抵抗発熱体30を配置、位置決めした後、レーザ溶接するだけでよい。これは、従来のように、先端に縮径筒部を備えたシースチューブ仕掛品を成形しておき、その縮径筒部内に抵抗発熱体(コイル)の先端線部を挿入し、これをその縮径筒部と共に溶融するような溶接工程を要しないことを意味する。したがって、このようなシースチューブ仕掛品の先端の縮径筒部の寸法や、その溶接時の溶融(金属)量のバラツキに起因するシースチューブの先端(底部)の肉厚のバラツキの発生をなくすことができる。つまり、本形態をなすシースヒータ20の製造に用いるシースチューブ21は、先端が閉じられたものとして板素材からの深絞り成形や、軸材からの押出し成形により製造でき、そのような製法によるチューブ21は、先端(底部)22の肉厚精度も含め、高精度に形成できる。その上に、抵抗発熱体30との溶接もレーザ溶接で行えるから、シースヒータ20における先端部の肉厚にバラツキを与えることもない。よって発熱性能にバラツキの小さいシースヒータ20となすことができる。   Further, in the manufacturing process of the sheath heater 20 according to the present embodiment, the resistance heating element 30 is formed in the sheath tube 21 formed into a bottomed cylindrical shape in order to weld the resistance heating element 30 to the tip 22 in the sheath tube 21. After positioning and positioning, it is only necessary to perform laser welding. This is because, as in the prior art, a sheath tube work product having a reduced diameter cylindrical portion is formed at the tip, and the distal end portion of the resistance heating element (coil) is inserted into the reduced diameter cylindrical portion, It means that a welding process for melting together with the reduced diameter cylindrical portion is not required. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of variations in the thickness of the sheath tube work-in-process at the tip of the diameter-reduced cylindrical portion and the thickness of the sheath tube tip (bottom) due to the variation in the amount of molten (metal) during welding. be able to. That is, the sheath tube 21 used in the manufacture of the sheath heater 20 according to the present embodiment can be manufactured by deep drawing from a plate material or extrusion from a shaft material with a closed end, and the tube 21 by such a manufacturing method. Can be formed with high accuracy, including the thickness accuracy of the tip (bottom portion) 22. In addition, since welding with the resistance heating element 30 can also be performed by laser welding, there is no variation in the thickness of the tip of the sheath heater 20. Therefore, the sheath heater 20 with less variation in heat generation performance can be obtained.

さらに、本形態では、抵抗発熱体30がシースチューブ21内において先後に延びることなく、その先端22の近傍に集中して配置されるものとなる。このため、従来のように、それが先後に延びるコイル構造のものに比べて、シースヒータ20をなすシースチューブ21の先端又は先端寄り部位を集中的かつ効率的に加熱できる。その結果、消費電力の低減も図られる。   Furthermore, in this embodiment, the resistance heating element 30 is concentrated in the vicinity of the tip 22 without extending in the sheath tube 21. For this reason, as compared with the conventional coil structure that extends earlier and later, the distal end of the sheath tube 21 constituting the sheath heater 20 or a portion closer to the distal end can be heated intensively and efficiently. As a result, power consumption can be reduced.

また、上記形態では、端子用軸40のうち、抵抗発熱体30の他端35側が溶接されている先端部位を含む部位が、それより後方の部位より細い小径部45をなしている。このため、端子用軸40の後方への熱伝導の防止効果が高く、したがって、シースヒータ20の発熱効率の低減防止が図られる。   Moreover, in the said form, the site | part containing the front-end | tip part to which the other end 35 side of the resistance heating element 30 is welded among the shafts 40 for terminals has comprised the small diameter part 45 thinner than the site | part behind it. For this reason, the effect of preventing heat conduction to the rear of the terminal shaft 40 is high, and therefore the heat generation efficiency of the sheath heater 20 can be prevented from being reduced.

さて、次に本発明のグロープラグ1の別例について、図8に基づいて説明する。ただし、本例のものはシースヒータ20をなすシースチューブ21内に設けられた抵抗発熱体30の構成が上記形態のものと異なるのみであるため、その相違点のみ説明する。すなわち、本発明における渦巻き構造体をなす抵抗発熱体30は、シースチューブ21内で、その後端側から見られたときに渦巻き状をなすよう、帯板などの金属板を巻板相互間に間隔を保持して渦巻き状に形成されてなる渦巻き構造体をなしておればよい。上記形態ではその典型例として、帯板31を平面で渦巻状に巻いた渦巻きバネ構造のもとした。すなわち、その抵抗発熱体30の一端33側と他端35側とが、仮想軸の先後において同位置又は略同位置にあるもの、すなわち、仮想軸の回りに、該仮想軸に垂直な一平面に沿う形で平面的に巻かれた渦巻き状のものを例示した。   Now, another example of the glow plug 1 of the present invention will be described with reference to FIG. However, since the thing of this example differs only in the structure of the resistance heating element 30 provided in the sheath tube 21 which makes the sheath heater 20, only the difference is demonstrated. In other words, the resistance heating element 30 forming the spiral structure in the present invention has a metal plate such as a band plate spaced between the winding plates so as to form a spiral when viewed from the rear end side in the sheath tube 21. And a spiral structure formed in a spiral shape may be formed. In the above embodiment, as a typical example, a spiral spring structure in which the strip 31 is spirally wound on a plane is used. That is, the one end 33 side and the other end 35 side of the resistance heating element 30 are in the same position or substantially the same position before and after the virtual axis, that is, one plane perpendicular to the virtual axis around the virtual axis. An example of a spiral shape wound in a plane along the shape of is shown.

これに対して本例では、図8に示したように、渦巻き構造体をなす抵抗発熱体30を、その前記一端33側から離れて前記他端35側に向かう巻板部位ほど、後方に位置する形の渦巻き状をなしているものとしたものである。このような構成とした場合には、抵抗発熱体30の最内周側である他端35側を、高温となるシースチューブ21の先端22から遠ざけることができる。このため、この他端35側に端子用軸40を溶接で接合した場合においても、その溶接部位の再溶融による溶断防止(分離)が図られる。なお、このような渦巻き構造体は、上記した帯板31を平面で渦巻状に巻いた渦巻きバネ構造のものとして成形しておき、その一端33をシースチューブ21の内周面に溶接した後、その他端35が溶接等で固定された端子用軸40を後方に移動するようにしても、それを構成できる。   On the other hand, in this example, as shown in FIG. 8, the resistance heating element 30 that forms the spiral structure is positioned more backward in the winding plate part away from the one end 33 side toward the other end 35 side. It is assumed to have a spiral shape. In such a configuration, the other end 35 side that is the innermost peripheral side of the resistance heating element 30 can be moved away from the distal end 22 of the sheath tube 21 that becomes high temperature. For this reason, even when the terminal shaft 40 is joined to the other end 35 side by welding, fusing prevention (separation) due to remelting of the welded portion is achieved. Such a spiral structure is formed as a spiral spring structure in which the above-described strip 31 is spirally wound in a plane, and after welding one end 33 thereof to the inner peripheral surface of the sheath tube 21, Even if the other end 35 is moved backward by the terminal shaft 40 fixed by welding or the like, it can be configured.

上記各例の抵抗発熱体30は、一定幅で一定厚さを有する帯板31を渦巻状に巻いた渦巻き構造体としたものを例示しているが、本発明の抵抗発熱体30はこのようなものに限定されるものではない。例えば、図9に渦巻き形成前の展開状態で示したように、このような抵抗発熱体30のうち、巻板をなす中間部位38を他端35側よりも幅狭に形成しておき、他端35側よりも渦巻き構造体の外側に位置する部位の抵抗値を大きくすることができる。このようにすれば、比較的外側に位置する中間部位38を、その内側に配置された他端35側の部位よりも優先的に発熱させることができ、容易に渦巻き構造体の発熱効率を向上することができる。さらに、抵抗発熱体30のうち、その一端33側である、前記シースチューブ21内面との溶接部位となる部位を、巻板をなす中間部位38より帯板の幅を幅広に形成しておき、この幅広の一端33側の部位をシースチューブ21内面に重ねて溶接するのが好ましい。このようにすれば、巻板をなす中間部位38より、図中、破線で示したように導通断面積が大きい溶接部通電面積が得られるためである。すなわち、このような最外周部位となる抵抗発熱体30の一端33は最高温に発熱されるべき部位であるが、このように形成しておくことで、その一端33とシースチューブ21の内面との溶接部位における抵抗値(導通抵抗)の過大、高温化による、破断・溶断(溶接分離)を防止できるためである。なお、端子用軸40に対する他端35部の電気的な接続を溶接による場合も同様のことが言えるため、帯板31におけるその他端35も、溶接部通電面積が大きく確保できるように、同図に示したように帯板31の幅を中間部位38より広くしておくのが好ましい。   The resistance heating element 30 in each of the above examples illustrates a spiral structure in which a strip 31 having a constant width and a certain thickness is wound in a spiral shape, but the resistance heating element 30 of the present invention is like this. It is not limited to anything. For example, as shown in FIG. 9 in the unfolded state before the spiral is formed, the intermediate portion 38 that forms the wound plate of such a resistance heating element 30 is formed narrower than the other end 35 side. The resistance value of the part located outside the spiral structure can be made larger than the end 35 side. In this way, the intermediate portion 38 located relatively outside can be preferentially heated compared to the portion on the other end 35 side arranged inside, and the heat generation efficiency of the spiral structure can be easily improved. can do. Further, in the resistance heating element 30, a portion that is a welded portion with the inner surface of the sheath tube 21 on the one end 33 side is formed wider than the intermediate portion 38 that forms a winding plate, It is preferable that this wide end portion 33 side is overlapped and welded to the inner surface of the sheath tube 21. This is because a welded portion energizing area having a large conduction cross-sectional area can be obtained from the intermediate portion 38 forming the winding plate as indicated by a broken line in the drawing. That is, the one end 33 of the resistance heating element 30 serving as the outermost peripheral portion is a portion that should generate heat at the highest temperature. By forming in this way, the one end 33 and the inner surface of the sheath tube 21 This is because it is possible to prevent breakage and fusing (welding separation) due to excessive resistance value (conducting resistance) and high temperature at the welded part. In addition, since the same thing can be said also when welding the electrical connection of the other end 35 part with respect to the axis | shaft 40 for terminals by welding, the other end 35 in the strip 31 can also ensure a large welding part energization area. As shown in FIG. 4, it is preferable that the width of the band plate 31 is wider than that of the intermediate portion 38.

なお、上記各例の抵抗発熱体30は、両端部を除いて一定幅で、一定厚さを有する帯板31を渦巻状に巻いてなる渦巻き構造体としたものを例示しているが、一定厚さの金属板を用いる場合では、前記一端側(渦巻き構造体の最外周側)に位置する巻板部位の幅が、それより内周側(端子用軸40側)に位置する巻板部位の幅より、実質的に小さくなるように形成しておいておくと、シースヒータとしての発熱効率が高められる。このように形成しておけば、前記一端側に位置する巻板部位の単位長さ当りの抵抗値が、それより内周側に位置する巻板部位の単位長さ当りの抵抗値より大きくなるため、シースチューブの先端部の内周面に近接する部位に位置することとなる抵抗発熱体の外周側を迅速に高温にできるためである。   In addition, although the resistance heating element 30 of each said example has illustrated what was made into the spiral structure formed by winding the strip 31 which has a fixed width | variety and fixed thickness except for both ends, it is constant. In the case of using a thick metal plate, the width of the winding plate portion located on the one end side (the outermost peripheral side of the spiral structure) is positioned on the inner peripheral side (terminal shaft 40 side). If it is formed so as to be substantially smaller than the width, the heat generation efficiency as a sheath heater is enhanced. If formed in this way, the resistance value per unit length of the winding plate portion located on the one end side becomes larger than the resistance value per unit length of the winding plate portion located on the inner peripheral side thereof. For this reason, the outer peripheral side of the resistance heating element, which is located in a portion close to the inner peripheral surface of the distal end portion of the sheath tube, can be quickly heated to a high temperature.

因みに、このように前記一端側(最外周側)に位置する巻板部位の抵抗値を大きくするには、一定厚さの金属帯板を巻いた抵抗発熱体では、その渦巻き構造体における最外周側に位置する部位の幅が、最内周側に位置する部位(端子用軸側に位置する巻板部位)の幅より実質的に狭くなるように、図10の展開図に示したように、帯板31を最外周の一端33寄り部位から最内周側にむかう所定範囲の部位にわたり、ハシゴ状に孔(例えば四角孔)39を複数打抜き形成しておいておくとよい。このようにしておけば、抵抗発熱体の素材として帯板を用いることができるためである。なお、孔39相互間はリブとして機能するため、渦巻き構造体を安定させる役割を果たすことができる。また、図11の展開図に示したように最外周の一端33寄り部位ほど幅が次第に狭くなる帯板状の金属板を素材とし、これらを巻いて渦巻き構造体としてもよい。なお、この場合にも抵抗発熱体30の一端33をなす、前記シースチューブ21の内面との溶接部位となる部位は、巻板をなす中間部位より帯板の幅を幅広に形成しておき、その溶接部位が、図中、破線で示したように導通断面積が大きい溶接部通電面積が得られるようにしておくのが好ましい。   Incidentally, in order to increase the resistance value of the wound plate portion located on the one end side (outermost peripheral side) in this way, in the resistance heating element wound with a metal strip of a certain thickness, the outermost periphery in the spiral structure As shown in the developed view of FIG. 10, the width of the portion located on the side is substantially narrower than the width of the portion located on the innermost peripheral side (the winding plate portion located on the terminal shaft side). In addition, a plurality of holes (for example, square holes) 39 may be punched and formed over a predetermined range of the strip 31 from a portion closer to the innermost peripheral side to the innermost peripheral side. This is because a band plate can be used as a material for the resistance heating element. In addition, since it functions as a rib between the holes 39, it can play the role which stabilizes a spiral structure. Moreover, as shown in the development view of FIG. 11, a strip-shaped metal plate whose width is gradually narrowed toward a portion closer to one end 33 on the outermost periphery may be used as a material, and these may be wound to form a spiral structure. In this case as well, the portion that forms the one end 33 of the resistance heating element 30 and is the welded portion with the inner surface of the sheath tube 21 is formed so that the width of the band plate is wider than the intermediate portion that forms the wound plate, It is preferable that the welded part has a welded part energization area having a large conduction cross-sectional area as indicated by a broken line in the drawing.

本発明は上記した内容のものに限定されるものではなく、適宜に変更して具体化できる。例えば、渦巻き構造体をなす抵抗発熱体の他端側と、端子用軸との電気的な接続は上記もしたように圧入又はカシメによってもよい。なお、抵抗発熱体の他端側を電気的に接続すべき、端子用軸の部位は、その先端に近い部位とするのが好ましいが、その先端から離れていてもよい。また、抵抗発熱体の一端(最外周側の端)側をシースチューブに溶接する箇所は上記各形態ではシースチューブの先端寄り部位の内周面(チューブ壁面)としたが、これは上記もしたようにシースチューブの先端(底部)であってもよいし、その両者に跨っていてもよい。これが、本願発明において、抵抗発熱体の一端側が溶接される箇所が、シースチューブ内の先端又は先端寄り部位としている理由である。   The present invention is not limited to the contents described above, and can be embodied with appropriate modifications. For example, the electrical connection between the other end of the resistance heating element forming the spiral structure and the terminal shaft may be performed by press fitting or caulking as described above. In addition, although it is preferable that the part of the terminal shaft to be electrically connected to the other end side of the resistance heating element is a part close to the tip, it may be separated from the tip. In addition, the position where one end (the outermost peripheral end) side of the resistance heating element is welded to the sheath tube is the inner peripheral surface (tube wall surface) near the distal end of the sheath tube in each of the above embodiments. Thus, it may be the tip (bottom) of the sheath tube, or it may straddle both. This is the reason why, in the present invention, the position where one end side of the resistance heating element is welded is the tip in the sheath tube or a portion near the tip.

1 グロープラグ
20 シースヒータ
21 シースチューブ
22 シースチューブの先端
23 シースチューブの後端部
30 抵抗発熱体
33 渦巻き構造体の最外周側に位置する該抵抗発熱体の一端
35 渦巻き構造体の最内周側に位置する該抵抗発熱体の他端
40 端子用軸
41 端子用軸の先端
60 絶縁粉末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glow plug 20 Sheath heater 21 Sheath tube 22 Sheath tube tip 23 Sheath tube rear end 30 Resistance heating element 33 One end 35 of the resistance heating element located on the outermost circumference side of the spiral structure The innermost circumference side of the spiral structure The other end 40 of the resistance heating element located at the terminal 40 The terminal shaft 41 The terminal shaft tip 60

Claims (9)

先端が閉じられたシースチューブと、
前記シースチューブ内に内挿されている通電用の端子用軸と、
前記シースチューブ内に配置され、自身の一端側がシースチューブ内の先端又は先端寄り部位に溶接される一方、他端側は前記端子用軸に電気的に接続され、かつ、通電することにより発熱する抵抗発熱体と、
前記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、
を備えたシースヒータを有してなるグロープラグにおいて、
前記抵抗発熱体は、前記シースチューブ内で、その後端側から見られたときに渦巻き状をなすよう、金属板を巻板相互間に間隔を保持して渦巻き状に形成されてなる渦巻き構造体をなしており、該渦巻き構造体の最外周側に位置する該抵抗発熱体の一端側が、該シースチューブ内の先端又は先端寄り部位に溶接されていることを特徴とするグロープラグ。
A sheath tube with a closed tip;
A terminal shaft for energization inserted in the sheath tube;
It is arranged in the sheath tube, and one end side of itself is welded to the distal end or a portion near the distal end in the sheath tube, while the other end side is electrically connected to the terminal shaft and generates heat when energized. A resistance heating element;
Insulating powder filled in the sheath tube;
In a glow plug having a sheath heater with
The resistance heating element is a spiral structure in which a metal plate is formed in a spiral shape while maintaining a space between the winding plates so as to form a spiral shape when viewed from the rear end side in the sheath tube. A glow plug characterized in that one end side of the resistance heating element located on the outermost peripheral side of the spiral structure is welded to a distal end or a portion closer to the distal end in the sheath tube.
前記渦巻き構造体の最内周側に位置する該抵抗発熱体の他端側は、前記端子用軸の先端又は先端寄り部位に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のグロープラグ。   The other end side of the resistance heating element located on the innermost peripheral side of the spiral structure is electrically connected to a tip end or a portion closer to the tip end of the terminal shaft. Glow plug. 前記渦巻き構造体は、仮想軸の回りに、該仮想軸に垂直な一平面に沿う形で平面的に巻かれた渦巻き状をなしていることを特徴とする請求項1又は2に記載のグロープラグ。   3. The glow according to claim 1, wherein the spiral structure has a spiral shape that is wound in a plane around a virtual axis along a plane perpendicular to the virtual axis. plug. 前記渦巻き構造体は、該抵抗発熱体の前記一端側から離れて前記他端側に向かう巻板部位ほど、後方に位置する形の渦巻き状をなしていることを特徴とする請求項1又は2に記載のグロープラグ。   3. The spiral structure has a spiral shape in which the spiral plate portion is located at the rear side toward the other end side away from the one end side of the resistance heating element. Glow plug as described in. 前記抵抗発熱体の前記一端側と前記シースチューブ内との溶接部位における溶接部通電面積が、この溶接部位よりも内周側に位置する巻板部位の導通断面積より大きく保持されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のグロープラグ。   The welding portion energization area in the welded portion between the one end side of the resistance heating element and the inside of the sheath tube is maintained larger than the conduction cross-sectional area of the winding plate portion located on the inner peripheral side than the welded portion. The glow plug according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 前記抵抗発熱体は、前記一端側に位置する巻板部位の単位長さ当りの抵抗値が、それより内周側に位置する巻板部位の単位長さ当りの抵抗値より大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のグロープラグ。   The resistance heating element is formed such that a resistance value per unit length of the wound plate portion located on the one end side is larger than a resistance value per unit length of the wound plate portion located on the inner peripheral side. The glow plug according to any one of claims 1 to 5, wherein the glow plug is provided. 前記端子用軸は、前記抵抗発熱体の前記他端側が電気的に接続されている部位を含む先端寄り部位の横断面積が、それより後方の部位の横断面積に比べて小さく形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のグロープラグ。   The terminal shaft is formed such that a cross-sectional area of a tip side portion including a portion where the other end side of the resistance heating element is electrically connected is smaller than a cross-sectional area of a rear portion thereof. The glow plug according to any one of claims 1 to 6, wherein: 前記抵抗発熱体は、前記他端側に前記端子用軸が接合された状態で、前記シースチューブ内に位置決め配置されて該シースチューブの先端又は先端寄り部位に溶接される前において、該抵抗発熱体の前記一端側が、該シースチューブの内面にバネ性により押付けられる渦巻きバネに形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のグロープラグ。   The resistance heating element is positioned in the sheath tube and welded to the distal end of the sheath tube or a portion close to the distal end with the terminal shaft joined to the other end. The glow plug according to any one of claims 1 to 7, wherein the one end side of the body is formed as a spiral spring pressed against the inner surface of the sheath tube by a spring property. 前記シースヒータが、前記抵抗発熱体の前記他端側に、前記端子用軸の先端又は先端寄り部位を電気的に接続して端子用軸付きの抵抗発熱体を得る工程と、該端子用軸付きの抵抗発熱体を前記シースチューブ内に配置して、前記抵抗発熱体の前記一端側を前記シースチューブ内の先端又は先端寄り部位に溶接する工程と、その後、該シースチューブ内にその後端の開口から絶縁粉末を充填した後、該シースチューブの後端の開口から、該絶縁粉末を先端側に向けて圧縮することで該絶縁粉末を所定の充填密度に保持する工程とを含んで製造されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のグロープラグの製造方法。   A step of obtaining a resistance heating element with a terminal shaft by electrically connecting a tip end or a portion near the tip of the terminal shaft to the other end side of the resistance heating element; The resistance heating element is disposed in the sheath tube, and the one end side of the resistance heating element is welded to the distal end or a portion closer to the distal end in the sheath tube, and then the rear end opening in the sheath tube. And after the insulating powder is filled, the insulating powder is compressed from the opening at the rear end of the sheath tube toward the distal end side to keep the insulating powder at a predetermined filling density. The method for manufacturing a glow plug according to claim 1, wherein:
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