JP2015078784A - Glow plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グロープラグに関する。 The present invention relates to a glow plug.
グロープラグとしては、シースヒータを用いたシース型グロープラグが知られている。グロープラグのシースヒータは、先端部が閉塞した筒状体であるシースチューブと、シースチューブの内側に設けられた発熱体である発熱コイルとを備える。グロープラグの発熱コイルには、一般的に、鉄（Ｆｅ）とクロム（Ｃｒ）とアルミニウム（Ａｌ）とを含有するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金が用いられる。近年、グロープラグの耐熱性を向上させるために、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金よりも高い融点を有する材料として、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）を発熱コイルに用いることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 As the glow plug, a sheath type glow plug using a sheath heater is known. The sheath heater of the glow plug includes a sheath tube that is a cylindrical body whose tip is closed, and a heating coil that is a heating element provided inside the sheath tube. Generally, an Fe—Cr—Al alloy containing iron (Fe), chromium (Cr), and aluminum (Al) is used for the heat generating coil of the glow plug. In recent years, in order to improve the heat resistance of glow plugs, it has been proposed to use tungsten (W) or molybdenum (Mo) for a heating coil as a material having a melting point higher than that of an Fe—Cr—Al-based alloy ( For example, see Patent Document 1).
タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ）における温度上昇に伴う電気抵抗の増加率は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金と比較して大きい。そのため、特許文献１のグロープラグでは、グロープラグごとに、発熱コイルの形状のばらつき（例えば、線径、ピッチ、および断面形状など）に起因して、発熱時における温度の分布にばらつきが発生しやすいという課題があった。発熱時における温度分布のばらつきは、グロープラグの発熱に関する特性（例えば、昇温特性および耐久性など）を劣化させる。 The rate of increase in electrical resistance with increasing temperature in tungsten (W) and molybdenum (Mo) is larger than that in Fe—Cr—Al alloys. For this reason, in the glow plug of Patent Document 1, due to the variation in the shape of the heating coil (for example, the wire diameter, pitch, cross-sectional shape, etc.), the temperature distribution during heat generation varies for each glow plug. There was a problem that it was easy. Variation in temperature distribution during heat generation degrades the characteristics related to heat generation of the glow plug (for example, temperature rise characteristics and durability).
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
（１）本発明の一形態によれば、先端部が閉塞した筒状を成す筒状体と；前記筒状体の内側において前記先端部に接合され、通電によって発熱する第１の発熱体と；前記筒状体の内側において前記第１の発熱体と直列に接続され、通電によって発熱する第２の発熱体とを備えるグロープラグが提供される。このグロープラグにおいて、前記第１の発熱体を構成する線材の２０℃における単位長さ当たりの電気抵抗は、前記第２の発熱体を構成する線材の２０℃における単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きく、前記第２の発熱体は、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）から主に成る。この形態によれば、通電によって第１の発熱体および第２の発熱体を発熱させる際、第２の発熱体における第１の発熱体寄りの部分を優先的に発熱させることができる。したがって、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）から主に成る第２の発熱体における発熱時の温度分布のばらつきを抑制できる。その結果、グロープラグの昇温特性を向上させることができる。 (1) According to one aspect of the present invention, a tubular body having a tubular shape with a closed end portion; a first heating element that is joined to the distal end portion inside the tubular body and generates heat when energized; A glow plug provided with a second heating element connected in series with the first heating element inside the cylindrical body and generating heat upon energization is provided. In this glow plug, the electrical resistance per unit length at 20 ° C. of the wire constituting the first heating element is greater than the electrical resistance per unit length at 20 ° C. of the wire constituting the second heating element. The second heating element is mainly made of tungsten (W) or molybdenum (Mo). According to this aspect, when the first heating element and the second heating element are heated by energization, the portion of the second heating element near the first heating element can be preferentially heated. Therefore, it is possible to suppress variations in temperature distribution during heat generation in the second heating element mainly made of tungsten (W) or molybdenum (Mo). As a result, the temperature rise characteristics of the glow plug can be improved.
（２）上記形態のグロープラグにおいて、更に、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との溶接によって形成された溶融部を備え、前記筒状体の中心軸に沿った前記筒状体の先端から前記溶融部までの距離は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であってもよい。この形態によれば、グロープラグの耐久性および昇温特性を向上させることができる。 (2) The glow plug of the above aspect further includes a melting portion formed by welding the first heating element and the second heating element, and the cylindrical shape along the central axis of the cylindrical body The distance from the tip of the body to the melting part may be 0.5 mm or more and 3.0 mm or less. According to this embodiment, the durability and temperature rise characteristics of the glow plug can be improved.
（３）上記形態のグロープラグにおいて、前記第１の発熱体の２０℃における電気抵抗Ｒａに対する前記第１の発熱体の１０００℃における電気抵抗Ｒｂの比（Ｒｂ／Ｒａ）は、３．０以下であってもよい。この形態によれば、通電時に第１の発熱体が過剰に発熱することに起因する第１の発熱体の劣化を防止できる。その結果、グロープラグの耐久性を向上させることができる。 (3) In the glow plug of the above aspect, the ratio (Rb / Ra) of the electrical resistance Rb at 1000 ° C. of the first heating element to the electrical resistance Ra at 20 ° C. of the first heating element is 3.0 or less. It may be. According to this aspect, it is possible to prevent the first heating element from deteriorating due to excessive heat generation of the first heating element during energization. As a result, the durability of the glow plug can be improved.
（４）上記形態のグロープラグにおいて、前記第１の発熱体は、クロム（Ｃｒ）を含有してもよい。この形態によれば、筒状体の先端部における耐酸化性を向上させることができる。その結果、グロープラグの耐久性を向上させることができる。 (4) In the glow plug of the above aspect, the first heating element may contain chromium (Cr). According to this embodiment, the oxidation resistance at the tip of the cylindrical body can be improved. As a result, the durability of the glow plug can be improved.
（５）上記形態のグロープラグにおいて、前記第１の発熱体は、鉄（Ｆｅ）から主に成るとともに、１０質量％以上３０質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含有してもよい。この形態によれば、筒状体の先端部における耐酸化性を十分に確保できる。その結果、グロープラグの耐久性を十分に向上させることができる。 (5) In the glow plug of the above aspect, the first heating element is mainly made of iron (Fe) and may contain 10 mass% or more and 30 mass% or less of chromium (Cr). According to this form, it is possible to sufficiently secure the oxidation resistance at the tip of the cylindrical body. As a result, the durability of the glow plug can be sufficiently improved.
（６）上記形態のグロープラグにおいて、前記溶融部は、ニッケル（Ｎｉ）を含有しないことが好ましい。この形態によれば、溶融部の耐熱性を確保できる。その結果、グロープラグの耐久性を向上させることができる。 (6) In the glow plug of the above aspect, it is preferable that the melting portion does not contain nickel (Ni). According to this form, the heat resistance of the fusion zone can be ensured. As a result, the durability of the glow plug can be improved.
本発明は、グロープラグ以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上述のグロープラグを備える内燃機関、上述の筒状体と発熱体とを備える発熱装置、上述のグロープラグを製造する製造方法などの形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms other than the glow plug. For example, it can be realized in the form of an internal combustion engine including the above-described glow plug, a heating device including the above-described cylindrical body and a heating element, a manufacturing method for manufacturing the above-described glow plug, and the like.
Ａ．実施形態
Ａ１．グロープラグの構成
図１は、グロープラグ１０の構成を示す説明図である。図１には、グロープラグ１０の中心軸ＳＣを境界として、紙面右側にグロープラグ１０の外観形状が図示され、紙面左側にグロープラグ１０の断面形状が図示されている。本実施形態の説明では、グロープラグ１０における図１の紙面下側を「先端側」といい、図１の紙面上側を「後端側」という。
A. Embodiment A1. Configuration of Glow Plug FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of the
グロープラグ１０は、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関（図示しない）の始動時における点火を補助する熱源として機能する。グロープラグ１０は、中軸２００と、主体金具５００と、シースヒータ８００とを備える。本実施形態では、グロープラグ１０の中心軸ＳＣは、中軸２００、主体金具５００、およびシースヒータ８００の各部材における中心軸でもある。
The
グロープラグ１０の中軸２００は、主体金具５００の内側に設けられた導体である。本実施形態では、中軸２００は、中心軸ＳＣを中心とする円柱状を成す金属製の導体である。中軸２００は、シースヒータ８００へと電力を中継する。
The
中軸２００は、先端側に設けられた先端部２１０と、後端側に設けられた後端部２９０とを備える。中軸２００の先端部２１０は、主体金具５００の先端側に接合されたシースヒータ８００の内側に挿入されている。中軸２００の後端部２９０は、主体金具５００の後端側から突出する。本実施形態では、後端部２９０には、雄ネジが形成されており、後端部２９０には、絶縁樹脂製の環状部材であるＯリング１１０と、絶縁樹脂製の筒状部材である絶縁ブッシュ１２０と、金属製の筒状部材であるリング１３０と、金属製のナット１４０とが、順に組み付けられている。
The
グロープラグ１０の主体金具５００は、中心軸ＳＣを中心とする円筒状を成す金属製の導体である。本実施形態では、主体金具５００は、ニッケルめっきが施された低炭素鋼である。他の実施形態では、主体金具５００は、亜鉛めっきが施された低炭素鋼であっても良いし、めっきが施されていない低炭素鋼であっても良い。
The
主体金具５００は、軸孔５１０と、工具係合部５２０と、ネジ部５４０とを備える。主体金具５００の軸孔５１０は、中心軸ＳＣを中心とする貫通孔である。軸孔５１０の先端側には、シースヒータ８００が圧入によって接合されている。軸孔５１０の内径は、中軸２００の外形よりも大きい。軸孔５１０の内側には、中軸２００が保持されている。中軸２００と軸孔５１０との間には、空隙が形成されている。主体金具５００の工具係合部５２０は、グロープラグ１０の取り付けおよび取り外しに用いられる工具（図示しない）に係り合う外周形状（例えば、六角形）を有する部位である。主体金具５００のネジ部５４０は、内燃機関（図示しない）に対して嵌り合う雄ネジが外周に形成された部位である。
The
図２は、グロープラグ１０におけるシースヒータ８００の詳細構成を示す説明図である。シースヒータ８００は、熱を発生させる発熱装置である。シースヒータ８００は、シースチューブ８１０と、溶融部８２０と、発熱コイル８３０と、溶融部８４０と、発熱コイル８５０と、絶縁粉末８７０とを備える。本実施形態では、グロープラグ１０は、シースチューブ８１０の外側表面における位置ＭＬが通電開始から３秒以内に１１００℃に到達するように構成されている。本実施形態では、位置ＭＬは、シースチューブ８１０の先端Ａから中心軸ＳＣに沿って２ｍｍ（ミリメートル）離れた位置である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the
シースヒータ８００のシースチューブ８１０は、先端側が閉塞した筒状を成す筒状体である。シースチューブ８１０は、先端側に位置する先端部８１１と、後端側に位置する後端部８１９とを備える。シースチューブ８１０の先端部８１１は、閉塞した端部である。先端部８１１の内側には、発熱コイル８３０が接続されている。シースチューブ８１０の後端部８１９は、開放した端部である。後端部８１９の内側には、中軸２００が挿入されている。中軸２００と後端部８１９との間は、絶縁樹脂製の筒状部材であるパッキン６００によって電気的に絶縁される。後端部８１９の外側は、主体金具５００における軸孔５１０の内側に接触する。
The
本実施形態では、シースチューブ８１０の外径は、３．５ｍｍである。本実施形態では、シースチューブ８１０の側面における肉厚は、０．５ｍｍである。本実施形態では、シースチューブ８１０の先端部８１１における肉厚は、約１．０ｍｍである。
In the present embodiment, the outer diameter of the
本実施形態では、シースチューブ８１０は、ニッケル（Ｎｉ）から主に成り、Ｎｉは、シースチューブ８１０に占める割合が最も多い成分（好ましくは、５０質量％以上）である。具体的には、シースチューブ８１０の材料は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分として、２３質量％のクロム（Ｃｒ）と、１４質量％の鉄（Ｆｅ）と、１．４質量％のアルミニウム（Ａｌ）とを含有するニッケル基合金（インコネル６０１（「ＩＮＣＯＮＥＬ」は登録商標））である。
In this embodiment, the
他の実施形態では、シースチューブ８１０は、鉄（Ｆｅ）から主に成るとともにニッケル（Ｎｉ）を含有してもよく、Ｆｅは、シースチューブ８１０に占める割合が最も多い成分（好ましくは、５０質量％以上）であってもよい。具体的には、シースチューブ８１０の材料は、鉄（Ｆｅ）を主成分として、２６質量％のクロム（Ｃｒ）と、２２質量％のニッケル（Ｎｉ）とを含有するステンレス鋼（ＳＵＳ３１０ｓ）であってもよい。
In other embodiments, the
シースヒータ８００の溶融部８２０は、シースチューブ８１０と発熱コイル８３０との溶接によって形成された部位である。すなわち、溶融部８２０は、シースチューブ８１０と発熱コイル８３０との溶接時に溶融した後に凝固した部位である。溶融部８２０は、シースチューブ８１０と発熱コイル８３０との間を接続する。溶融部８２０は、シースチューブ８１０における先端部８１１の少なくとも一部を構成する。シースチューブ８１０の先端部８１１における耐酸化性を確保する観点から、溶融部８２０は、クロム（Ｃｒ）を含有することが好ましい。
The melted
シースヒータ８００の発熱コイル８３０は、シースチューブ８１０の内側において先端部８１１に接合され、通電によって発熱する第１の発熱体である。発熱コイル８３０の先端側は、溶融部８２０を介して、シースチューブ８１０の先端部８１１へと接続されている。発熱コイル８３０の後端側は、溶融部８４０を介して、発熱コイル８５０へと接続されている。
The
グロープラグ１０の発熱に関する特性を向上させる観点から、発熱コイル８３０を構成する線材の２０℃における単位長さ当たりの電気抵抗ｒ１＿２０は、発熱コイル８５０を構成する線材の２０℃における単位長さ当たりの電気抵抗ｒ２＿２０よりも大きいことが好ましい。電気抵抗ｒ１＿２０と電気抵抗ｒ２＿２０との関係の評価については後述する。
From the viewpoint of improving the heat generation characteristics of the
発熱コイル８３０の２０℃における電気抵抗Ｒａに対する発熱コイル８３０の１０００℃における電気抵抗Ｒｂの比である温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）は、０より大きければよい。グロープラグ１０の発熱に関する特性を向上させる観点から、温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）は、３．０以下であることが好ましい。発熱コイル８３０を容易に実現する観点から、温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）は、１．０以上が好ましい。温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）の評価については後述する。
The temperature resistance ratio (Rb / Ra), which is the ratio of the electrical resistance Rb at 1000 ° C. of the
本実施形態では、発熱コイル８３０は、鉄（Ｆｅ）から主に成り、Ｆｅは、発熱コイル８３０に占める割合が最も多い成分（好ましくは、６５質量％以上）である。発熱コイル８３０は、アルミニウム（Ａｌ）を含有してもよい。
In the present embodiment, the
溶融部８２０にクロム（Ｃｒ）を混入させてシースチューブ８１０の先端部８１１における耐酸化性を確保する観点から、発熱コイル８３０は、クロム（Ｃｒ）を含有することが好ましい。先端部８１１の耐酸化性と発熱コイル８３０の加工性とを両立させる観点から、発熱コイル８３０は、１０質量％以上３０質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含有することが好ましい。
From the viewpoint of ensuring oxidation resistance at the
他の実施形態では、発熱コイル８３０は、ニッケル（Ｎｉ）から主に成ってもよい。しかしながら、溶融部８４０へのニッケル（Ｎｉ）の混入を防止して溶融部８４０の耐熱性を確保する観点から、発熱コイル８３０は、ニッケル（Ｎｉ）を実質的に含有しないことが好ましい。発熱コイル８３０の材質の評価については後述する。
In other embodiments, the
シースヒータ８００の溶融部８４０は、発熱コイル８３０と発熱コイル８５０との溶接によって形成された部位である。すなわち、溶融部８４０は、発熱コイル８３０と発熱コイル８５０との溶接時に溶融した後に凝固した部位である。溶融部８４０は、発熱コイル８３０と発熱コイル８５０との間を接続する。溶融部８４０の耐熱性を確保する観点から、溶融部８４０は、ニッケル（Ｎｉ）を実質的に含有しないことが好ましい。
The
図２の距離Ｄｔｍは、中心軸ＳＣに沿ったシースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離である。距離Ｄｔｍを測定するための溶融部８４０の基準点は、中心軸ＳＣに沿って切断した溶融部８４０において、波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ：Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer）を利用する電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）を用いて検出されるタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）が０．１ａｔ％（原子パーセント）以下になる最も先端側の点である。グロープラグ１０の耐久性および昇温特性を向上させる観点から、距離Ｄｔｍは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。距離Ｄｔｍの評価については後述する。
A distance Dtm in FIG. 2 is a distance from the distal end A of the
シースヒータ８００の発熱コイル８５０は、シースチューブ８１０の内側において発熱コイル８３０と直列に接続され、通電によって発熱する第２の発熱体である。発熱コイル８５０の先端側は、溶融部８４０を介して、発熱コイル８３０へと接続されている。発熱コイル８５０の後端側は、中軸２００に接続されている。
The
本実施形態では、発熱コイル８５０は、タングステン（Ｗ）から主に成り、Ｗは、発熱コイル８５０に占める割合が最も多い成分（好ましくは、９９質量％以上）である。すなわち、発熱コイル８５０は、タングステン（Ｗ）から実質的に成る。発熱コイル８５０は、タングステン（Ｗ）の純金属であってもよいし、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）などの不純物を含有してもよい。発熱コイル８５０は、タングステン（Ｗ）から主に成る場合、融点の低下を抑制する観点から、ニッケル（Ｎｉ）を実質的に含有しないことが好ましい。
In the present embodiment, the
他の実施形態では、発熱コイル８５０は、モリブデン（Ｍｏ）から主になってもよく、Ｍｏは、発熱コイル８５０に占める割合が最も多い成分（好ましくは、９８質量％以上）であってもよい。すなわち、発熱コイル８５０は、モリブデン（Ｍｏ）から実質的に成ってもよい。発熱コイル８５０は、モリブデン（Ｍｏ）の純金属であってもよいし、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）などの不純物を含有してもよい。発熱コイル８５０は、モリブデン（Ｍｏ）から主に成る場合、融点の低下を抑制する観点から、ニッケル（Ｎｉ）を実質的に含有しないことが好ましい。
In another embodiment, the
シースヒータ８００の絶縁粉末８７０は、電気絶縁性を有する粉末である。本実施例では、絶縁粉末８７０は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から主に成る。絶縁粉末８７０は、シースチューブ８１０の内側に充填され、中軸２００と、シースチューブ８１０と、発熱コイル８３０と、発熱コイル８５０との各隙間を電気的に絶縁する。
The insulating
図３は、変形例のシースヒータ８００Ｂを示す説明図である。シースヒータ８００Ｂは、発熱コイル８３０に代えて線材８３０Ｂを備える点と、線材８３０Ｂの長さに応じて発熱コイル８５０の長さおよび溶融部８４０の位置が異なる点とを除き、図２のシースヒータ８００と同様である。シースヒータ８００Ｂの線材８３０Ｂは、シースチューブ８１０の内側において先端部８１１に接合され、通電によって発熱する第１の発熱体である。線材８３０Ｂは、コイル状ではなく線状である点を除き、図２の発熱コイル８３０と同様である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modified
Ａ２．グロープラグの製造方法
図４は、グロープラグ１０の製造方法を示す工程図である。グロープラグ１０を製造する際には、製造者は、グロープラグ１０を構成する各種部材を用意する（工程Ｐ１１０）。本実施形態では、製造者は、シースヒータ８００の部材として、先端側に開口を有するシースチューブ８１０と、他の部材と接合されていない第１の発熱体である発熱コイル８３０と、他の部材と接合されていない第２の発熱体である発熱コイル８５０とを用意する。
A2. FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing the
各種部材を用意した後（工程Ｐ１１０）、製造者は、発熱コイル８３０を発熱コイル８５０の先端側に溶接する（工程Ｐ１２０）。これによって、発熱コイル８３０と発熱コイル８５０との間には、溶融部８４０が形成される。
After preparing various members (process P110), the manufacturer welds the
発熱コイル８３０と発熱コイル８５０とを溶接した後（工程Ｐ１２０）、製造者は、発熱コイル８３０および発熱コイル８５０を、シースチューブ８１０の後端側からシースチューブ８１０の内側に挿入する（工程Ｐ１３０）。これによって、シースチューブ８１０の開口から、発熱コイル８３０の先端側が突出する。
After welding the
シースチューブ８１０に発熱コイル８３０および発熱コイル８５０を挿入した後（工程Ｐ１３０）、製造者は、シースチューブ８１０の先端側に発熱コイル８３０を溶接する（工程Ｐ１４０）。これによって、シースチューブ８１０の先端側では、シースチューブ８１０の開口が閉塞しながら、溶融部８２０が形成され、これに伴って、シースチューブ８１０の先端部８１１が形成される。
After inserting the
シースチューブ８１０に発熱コイル８３０を溶接した後（工程Ｐ１４０）、製造者は、シースチューブ８１０の内側に絶縁粉末８７０を充填する（工程Ｐ１５０）。これらの工程を経て、シースヒータ８００が完成する。
After welding the
シースチューブ８１０に絶縁粉末８７０を充填した後（工程Ｐ１５０）、製造者は、シースヒータ８００に各種部材（例えば、中軸２００および主体金具５００など）を取り付ける（工程Ｐ１６０）。これらの工程を経て、グロープラグ１０が完成する。
After filling the
Ａ３．グロープラグの評価
図５、図６、図７および図８は、グロープラグの昇温特性を評価した結果を示す表である。試験者は、評価対象となるグロープラグとして、試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３を用意した。
A3. Evaluation of Glow Plug FIGS. 5, 6, 7 and 8 are tables showing the results of evaluating the temperature rise characteristics of the glow plug. The tester prepared samples A1 to A17 and B1 to B13 as glow plugs to be evaluated.
試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３において共通する構成は、次のとおりである。
・シースチューブ８１０の材料：ニッケル合金（インコネル６０１）
・発熱コイル８３０の２０℃における電気抵抗Ｒ１：発熱コイル８５０の２０℃における電気抵抗Ｒ２＝１：３
・グロープラグの全体の電気抵抗：３００ｍΩ
・シースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離Ｄｔｍ：０．５ｍｍ以上３．０以下
The configurations common to the samples A1 to A17 and B1 to B13 are as follows.
-Material of sheath tube 810: Nickel alloy (Inconel 601)
Electric resistance R2 of the
-The overall electrical resistance of the glow plug: 300 mΩ
-Distance Dtm from the distal end A of the
試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３は、第１の発熱体である発熱コイル８３０の材質および線径、並びに、第２の発熱体である発熱コイル８５０の材質および線径の少なくとも１つについて他の試料と異なる。発熱コイル８３０の線径、および発熱コイル８５０の線径は、図５、図６、図７および図８に示すとおりである。
Samples A1 to A17 and B1 to B13 are different from each other in at least one of the material and wire diameter of the
試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３において、発熱コイル８３０の材質は、次のとおりである。
・試料Ａ１〜Ａ７，Ｂ１〜Ｂ６：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２６質量％のクロム（Ｃｒ）と、７．５質量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する鉄基合金
・試料Ａ８，Ａ９，Ｂ７，Ｂ８：ニッケル（Ｎｉ）を主成分として、２０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有するニッケル基合金
・試料Ａ１０：鉄（Ｆｅ）を主成分として、３０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ａ１１〜Ａ１５，Ｂ９〜Ｂ１３：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２５質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ａ１６：鉄（Ｆｅ）を主成分として、１０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ａ１７：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２質量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する鉄基合金
In samples A1 to A17 and B1 to B13, the material of the
Samples A1 to A7, B1 to B6: Iron-based alloys containing iron (Fe) as a main component and containing 26% by mass of chromium (Cr) and 7.5% by mass of aluminum (Al). Samples A8 and A9 , B7, B8: Nickel-based alloy containing nickel (Ni) as a main component and containing 20% by mass of chromium (Cr). Sample A10: 30% by mass of chromium (Cr) containing iron (Fe) as a main component. Containing iron-based alloy / samples A11 to A15, B9 to B13: iron (Fe) as the main component, iron-based alloy containing 25% by mass of chromium (Cr) / sample A16: iron (Fe) as the main component Iron-based alloy containing 10% by mass of chromium (Cr) Sample A17: Iron-based alloy containing iron (Fe) as a main component and 2% by mass of aluminum (Al)
試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３において、発熱コイル８５０の材質は、次のとおりである。
・試料Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ａ７〜Ａ１７：タングステン（Ｗ）の純金属
・試料Ａ３：ニッケル（Ｎｉ）の純金属
・試料Ａ５：タングステン（Ｗ）を主成分として、１質量％の鉄（Ｆｅ）を含有するタングステン基合金
・試料Ａ６：タングステン（Ｗ）を主成分として、１質量％のコバルト（Ｃｏ）を含有するタングステン基合金
・試料Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ６〜Ｂ１３：モリブデン（Ｍｏ）の純金属
・試料Ｂ４：モリブデン（Ｍｏ）を主成分として、２質量％の鉄（Ｆｅ）を含有するモリブデン基合金
・試料Ｂ５：モリブデン（Ｍｏ）を主成分として、１質量％のコバルト（Ｃｏ）を含有するモリブデン基合金
In samples A1 to A17 and B1 to B13, the material of the
Samples A1, A2, A4, A7 to A17: pure metal of tungsten (W) Sample A3: pure metal of nickel (Ni) Sample A5: 1% by mass of iron (Fe Sample A6: Tungsten (W) as a main component, tungsten-based alloy containing 1% by mass of cobalt (Co), Samples B1 to B3, B6 to B13: Molybdenum (Mo) pure Metal: Sample B4: Molybdenum (Mo) as a main component, molybdenum-based alloy containing 2% by mass of iron (Fe) Sample B5: Molybdenum (Mo) as a main component, 1% by mass of cobalt (Co) Contains molybdenum-based alloy
本評価試験において、試験者は、各試料について昇温時間を測定した。本評価試験では、昇温時間は、グロープラグに対して通電を開始してから、シースチューブ８１０の位置ＭＬにおける表面温度が１１００℃に到達するまでの時間である。本評価試験において、試験者は、シースチューブ８１０における表面温度の測定に放射温度計を用いた。
In this evaluation test, the tester measured the heating time for each sample. In this evaluation test, the temperature raising time is the time from when the energization of the glow plug is started until the surface temperature at the position ML of the
試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の昇温特性を評価した。
○（良）：昇温時間＜３．０秒
×（不可）：昇温時間≧３．０秒
The tester evaluated the temperature rise characteristics of each sample based on the following evaluation criteria.
○ (good): temperature rise time <3.0 seconds × (impossible): temperature rise time ≧ 3.0 seconds
ニッケル（Ｎｉ）から実質的に成る発熱コイル８５０を備える試料Ａ３では、発熱コイル８５０が溶断したため、シースチューブ８１０の位置ＭＬにおける表面温度は１１００℃に到達しなかった。この結果は、ニッケル（Ｎｉ）から実質的に成る発熱コイル８５０の融点が低すぎることに起因する。
In the sample A3 including the
試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３のうち昇温時間が３．０秒未満である試料では、電気抵抗ｒ１＿２０が電気抵抗ｒ２＿２０より大きいため、グロープラグに対する通電後に、まず、発熱コイル８３０が発熱コイル８５０よりも優先的に発熱する。したがって、発熱コイル８５０における温度分布は、発熱コイル８３０に近い先端側の温度が比較的に高い状態になる。その後、発熱コイル８３０および発熱コイル８５０における温度上昇が進行することによって、発熱コイル８５０における単位長さ当たりの電気抵抗は、発熱コイル８３０における単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きくなる。これに伴って、その時点で最も温度が高い部分は、発熱コイル８３０から発熱コイル８５０の先端側に移行する。その後、発熱コイル８５０の先端側における温度上昇は、いっそう顕著になる。その結果、これらの試料では、グロープラグの昇温特性が向上すると考えられる。
Of the samples A1 to A17 and B1 to B13, in the sample whose temperature rising time is less than 3.0 seconds, the electric resistance r1_20 is larger than the electric resistance r2_20. Fever preferentially over heat. Therefore, the temperature distribution in the
試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３のうち昇温時間が３．０秒以上である試料では、電気抵抗ｒ１＿２０が電気抵抗ｒ２＿２０より小さいため、グロープラグに対する通電後に、発熱コイル８５０が発熱コイル８３０よりも優先的に発熱する。したがって、発熱コイル８５０では、形状のばらつきに応じて電気抵抗が比較的に高い部分の温度が急上昇する。これに伴って、発熱コイル８５０の電気抵抗が部分的に急激に大きくなるとともに、発熱コイル８５０を流れる電流値が急激に低下する。そのため、発熱コイル８５０の先端側における温度上昇が抑制される。その結果、これらの試料では、グロープラグの昇温特性が低下すると考えられる。
Of the samples A1 to A17 and B1 to B13, in the samples having a temperature rising time of 3.0 seconds or more, the electric resistance r1_20 is smaller than the electric resistance r2_20, so that the
よって、試料Ａ１〜Ａ１７，Ｂ１〜Ｂ１３の対比によれば、グロープラグの昇温特性を向上させる観点から、電気抵抗ｒ１＿２０が電気抵抗ｒ２＿２０より大きく、発熱コイル８５０がタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）から実質的に成ることが好ましい。
Therefore, according to the comparison between the samples A1 to A17 and B1 to B13, from the viewpoint of improving the temperature rise characteristics of the glow plug, the electric resistance r1_20 is larger than the electric resistance r2_20, and the
図９および図１０は、シースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離Ｄｔｍがグロープラグの耐久性および昇温特性に与える影響を評価した結果を示す表である。試験者は、評価対象となるグロープラグとして、試料Ｃ１〜Ｃ６，Ｄ１〜Ｄ８を用意した。
9 and 10 are tables showing the results of evaluating the influence of the distance Dtm from the tip A of the
試料Ｃ１〜Ｃ６，Ｄ１〜Ｄ８の構成は、次のとおりである。
・シースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離Ｄｔｍ：０．３〜４．０ｍｍ（試料Ｃ１〜Ｃ６）、０．３〜６．０ｍｍ（試料Ｄ１〜Ｄ８）
・シースチューブ８１０の材料：ニッケル合金（インコネル６０１）
・発熱コイル８３０の材質：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２６質量％のクロム（Ｃｒ）と、７．５質量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する鉄基合金
・発熱コイル８３０の線径：０．４５ｍｍ
・発熱コイル８５０の材質：タングステン（Ｗ）の純金属
・発熱コイル８５０線径：０．２ｍｍ
・発熱コイル８３０の２０℃における電気抵抗Ｒ１：発熱コイル８５０の２０℃における電気抵抗Ｒ２＝１：３
・グロープラグの全体の電気抵抗：３００ｍΩ
The configurations of the samples C1 to C6 and D1 to D8 are as follows.
-Distance Dtm from the tip A of the
-Material of sheath tube 810: Nickel alloy (Inconel 601)
Material of the heating coil 830: Iron-based alloy containing iron (Fe) as a main component and containing 26 mass% chromium (Cr) and 7.5 mass% aluminum (Al) Wire diameter of the heating coil 830: 0.45mm
-Material of the heating coil 850: Pure metal of tungsten (W)-
Electric resistance R2 of the
-The overall electrical resistance of the glow plug: 300 mΩ
本評価試験において、試験者は、内燃機関を模した冷却治具に各試料を取り付けた状態で各種の評価を行った。シースチューブ８１０の先端側を冷却治具から突き出した突出量は、次のとおりである。
・試料Ｃ１〜Ｃ６の突出量：４．０ｍｍ
・試料Ｄ１〜Ｄ８の突出量：７．０ｍｍ
In this evaluation test, the tester performed various evaluations with each sample attached to a cooling jig simulating an internal combustion engine. The amount of protrusion of the
-Projection amount of samples C1 to C6: 4.0 mm
-Projection amount of samples D1 to D8: 7.0 mm
本評価試験において、試験者は、各試料について、通電時にシースチューブ８１０の表面温度が最も高くなる最高発熱部を、放射温度計を用いて特定し、中心軸ＳＣに沿ったシースチューブ８１０の先端Ａから最高発熱部までの距離Ｄｔｈを測定した。
In this evaluation test, the tester specifies, for each sample, the highest heat generating portion where the surface temperature of the
本評価試験において、試験者は、次の手順１，２を１サイクルとして各試料に対して繰り返し実施することによって、各試料の溶融部８２０、発熱コイル８３０、および溶融部８４０の少なくとも１つが断線するサイクル数（断線サイクル数）を確認した。
（手順１）シースチューブ８１０の位置ＭＬにおける表面温度が通電から１００秒後に１２００℃に到達するように、試料であるグロープラグに対する通電を５分間維持
（手順２）通電を５分間維持した後、グロープラグに対する通電を遮断し、送風によってシースチューブ８１０を３分間冷却
In this evaluation test, the tester repeatedly performs the following
(Procedure 1) Energization of the glow plug as a sample is maintained for 5 minutes so that the surface temperature at the position ML of the
本評価試験において、試験者は、各試料について昇温時間を測定した。本評価試験では、昇温時間は、グロープラグに対して通電を開始してから、シースチューブ８１０の位置ＭＬにおける表面温度が１１００℃に到達するまでの時間である。本評価試験では、試験者は、シースチューブ８１０における表面温度の測定に放射温度計を用いた。
In this evaluation test, the tester measured the heating time for each sample. In this evaluation test, the temperature raising time is the time from when the energization of the glow plug is started until the surface temperature at the position ML of the
試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の耐久性および昇温特性を評価した。
○（良）：１００００≦断線サイクル、かつ、昇温時間＜３．０秒、を満たす場合
×（不可）：１００００≦断線サイクル、および、昇温時間＜３．０秒、の少なくとも一方を満たさない場合
The tester evaluated the durability and temperature rise characteristics of each sample based on the following evaluation criteria.
○ (good): When satisfying 10000 ≦ disconnection cycle and temperature rise time <3.0 seconds x (impossible): satisfying at least one of 10000 ≦ disconnection cycle and temperature increase time <3.0 seconds If not
距離Ｄｔｍが０．５ｍｍ未満である試料Ｃ１，Ｄ１では、発熱コイル８３０が短すぎるため、発熱コイル８３０の発熱量が不十分となり、発熱コイル８５０の先端側を十分に昇温させることができない。その結果、試料Ｃ１，Ｄ１では、グロープラグの昇温特性が低下すると考えられる。
In the samples C1 and D1, where the distance Dtm is less than 0.5 mm, the
距離Ｄｔｍが突出量と同じ試料Ｃ６では、冷却治具の内側に位置する発熱コイル８５０の温度上昇が抑制されることから、位置ＭＬを必要な温度にまで上昇させるために発熱コイル８３０の温度が発熱コイル８３０の融点付近にまで上昇する。したがって、通電の繰り返しに従って発熱コイル８３０の劣化が進行する。その結果、試料Ｃ６では、グロープラグの耐久性が低下すると考えられる。
In the sample C6 where the distance Dtm is the same as the protrusion amount, the temperature rise of the
距離Ｄｔｍが３．０ｍｍを超過する試料Ｄ６〜Ｄ８では、最高発熱部が位置ＭＬよりも後端側に離れすぎることから、位置ＭＬを必要な温度にまで上昇させるために発熱コイル８３０の温度が発熱コイル８３０の融点付近にまで上昇する。したがって、通電の繰り返しに従って発熱コイル８３０の劣化が進行する。その結果、試料Ｄ６〜Ｄ８では、グロープラグの耐久性が低下すると考えられる。
In the samples D6 to D8 in which the distance Dtm exceeds 3.0 mm, the highest heat generating part is too far away from the rear end side of the position ML, so that the temperature of the
よって、試料Ｃ１〜Ｃ６，Ｄ１〜Ｄ８の対比によれば、グロープラグの耐久性および昇温特性を向上させる観点から、距離Ｄｔｍは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。 Therefore, according to the comparison between the samples C1 to C6 and D1 to D8, the distance Dtm is preferably 0.5 mm or more and 3.0 mm or less from the viewpoint of improving the durability and temperature rise characteristics of the glow plug.
図１１は、温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）がグロープラグの耐久性に与える影響を評価した結果を示す表である。試験者は、評価対象となるグロープラグとして、試料Ｅ１〜Ｅ６を用意した。 FIG. 11 is a table showing the results of evaluating the influence of the temperature resistance ratio (Rb / Ra) on the durability of the glow plug. The tester prepared samples E1 to E6 as glow plugs to be evaluated.
試料Ｅ１〜Ｅ６において共通する構成は、次のとおりである。
・シースチューブ８１０の材料：ニッケル合金（インコネル６０１）
・発熱コイル８３０の線径：０．５ｍｍ
・発熱コイル８５０の材質：タングステン（Ｗ）の純金属
・発熱コイル８５０線径：０．３ｍｍ
・発熱コイル８３０の２０℃における電気抵抗Ｒ１：発熱コイル８５０の２０℃における電気抵抗Ｒ２＝１：３
・グロープラグの全体の電気抵抗：３００ｍΩ
・シースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離Ｄｔｍ：０．５ｍｍ以上３．０以下
A configuration common to the samples E1 to E6 is as follows.
-Material of sheath tube 810: Nickel alloy (Inconel 601)
-
-Material of the heating coil 850: Pure metal of tungsten (W)-
Electric resistance R2 of the
-The overall electrical resistance of the glow plug: 300 mΩ
-Distance Dtm from the distal end A of the
試料Ｅ１〜Ｅ６は、発熱コイル８３０の温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）について他の試料と異なる。発熱コイル８３０の温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）は、第１の発熱体である発熱コイル８３０の材質に応じた値となる。
Samples E1 to E6 differ from other samples in terms of the temperature resistance ratio (Rb / Ra) of the
試料Ｅ１〜Ｅ６において、発熱コイル８３０の材質は、次のとおりである。
・試料Ｅ１：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２６質量％のクロム（Ｃｒ）と、７．５質量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する鉄基合金
・試料Ｅ２：ニッケル（Ｎｉ）を主成分として、２０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有するニッケル基合金
・試料Ｅ３：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２５質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ｅ４：鉄（Ｆｅ）を主成分として、４２質量％のニッケル（Ｎｉ）を含有する鉄基合金
・試料Ｅ５：鉄（Ｆｅ）を主成分として、１０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ｅ６：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２質量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する鉄基合金
In samples E1 to E6, the material of the
Sample E1: Iron-based alloy containing 26 mass% chromium (Cr) and 7.5 mass% aluminum (Al) with iron (Fe) as the main component. Sample E2: Nickel (Ni) as the main component As a main component, nickel-base alloy containing 20% by mass of chromium (Cr), sample E3: iron (Fe) as a main component, and iron-based alloy containing 25% by mass of chromium (Cr), sample E4: iron (Fe ) As a main component and an iron-base alloy containing 42% by mass of nickel (Ni); sample E5: an iron-based alloy and sample E6 containing iron (Fe) as a main component and containing 10% by mass of chromium (Cr) : Iron-based alloy containing iron (Fe) as a main component and containing 2% by mass of aluminum (Al)
本評価試験において、試験者は、内燃機関を模した冷却治具に各試料を取り付けた状態で耐久性を評価した。本評価試験において、シースチューブ８１０の先端側を冷却治具から突き出した突出量は、４．０ｍｍである。本評価試験において、試験者は、図９および図１０の評価試験と同様に、各試料について断線サイクル数を確認した。
In this evaluation test, the tester evaluated the durability with each sample attached to a cooling jig simulating an internal combustion engine. In this evaluation test, the protrusion amount of the
試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の耐久性を評価した。
○（良）：１００００≦断線サイクル
△（可）：５０００≦断線サイクル＜１００００
×（不可）：断線サイクル＜５０００
The tester evaluated the durability of each sample based on the following evaluation criteria.
○ (good): 10000 ≦ disconnection cycle Δ (possible): 5000 ≦ disconnection cycle <10000
X (impossible): Disconnection cycle <5000
発熱コイル８３０の温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）が３．０を超過する試料Ｅ４，Ｅ６では、発熱コイル８３０が発熱コイル８３０の融点付近にまで過剰に発熱するため、通電の繰り返しに従って発熱コイル８３０の劣化が進行する。その結果、試料Ｅ４，Ｅ６では、グロープラグの耐久性が低下すると考えられる。
In the samples E4 and E6 in which the temperature resistance ratio (Rb / Ra) of the
発熱コイル８３０がニッケル（Ｎｉ）を含有する試料Ｅ２では、発熱コイル８３０と発熱コイル８５０との溶接によって形成される溶融部８４０は、発熱コイル８３０に由来するニッケル（Ｎｉ）を含有する。そのため、溶融部８４０の融点は、発熱コイル８５０と比較して大幅に低下する。したがって、発熱コイル８５０に隣接する溶融部８４０の耐熱性が不十分になる。その結果、試料Ｅ２では、グロープラグの耐久性が低下すると考えられる。
In the sample E <b> 2 in which the
よって、試料Ｅ１〜Ｅ６の対比によれば、発熱コイル８３０の劣化を防止することによってグロープラグの耐久性を向上させる観点から、発熱コイル８３０の温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）は、３．０以下であることが好ましい。また、試料Ｅ１〜Ｅ６の対比によれば、溶融部８４０の耐熱性を確保することによってグロープラグの耐久性を向上させる観点から、溶融部８４０は、ニッケル（Ｎｉ）を実質的に含有しないことが好ましい。
Therefore, according to the comparison of the samples E1 to E6, the temperature resistance ratio (Rb / Ra) of the
図１２は、発熱コイル８３０におけるクロム（Ｃｒ）の含有量がグロープラグの耐久性に与える影響を評価した結果を示す表である。試験者は、評価対象となるグロープラグとして、試料Ｆ１〜Ｆ６を用意した。
FIG. 12 is a table showing the results of evaluating the influence of the chromium (Cr) content in the
試料Ｆ１〜Ｆ６において共通する構成は、次のとおりである。
・シースチューブ８１０の材料：ニッケル合金（インコネル６０１）
・発熱コイル８３０の線径：０．５ｍｍ
・発熱コイル８５０の材質：タングステン（Ｗ）の純金属
・発熱コイル８５０線径：０．３ｍｍ
・発熱コイル８３０の２０℃における電気抵抗Ｒ１：発熱コイル８５０の２０℃における電気抵抗Ｒ２＝１：３
・グロープラグの全体の電気抵抗：３００ｍΩ
・シースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離Ｄｔｍ：０．５ｍｍ以上３．０以下
The configuration common to the samples F1 to F6 is as follows.
-Material of sheath tube 810: Nickel alloy (Inconel 601)
-
-Material of the heating coil 850: Pure metal of tungsten (W)-
Electric resistance R2 of the
-The overall electrical resistance of the glow plug: 300 mΩ
-Distance Dtm from the distal end A of the
試料Ｆ１〜Ｆ６は、第１の発熱体である発熱コイル８３０におけるクロム（Ｃｒ）の含有量について他の試料と異なる。クロム（Ｃｒ）の含有量が増加するに従って材料の加工性が低下するため、クロム（Ｃｒ）の含有量が３０質量％を超過する材料を用いて、発熱コイル８３０を作製することは困難であった。
Samples F1 to F6 differ from other samples in the content of chromium (Cr) in the
試料Ｆ１〜Ｆ６において、発熱コイル８３０の材質は、次のとおりである。
・試料Ｆ１：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２６質量％のクロム（Ｃｒ）と、７．５質量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する鉄基合金
・試料Ｆ２：鉄（Ｆｅ）を主成分として、３０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ｆ３：鉄（Ｆｅ）を主成分として、２５質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ｆ４：鉄（Ｆｅ）を主成分として、１０質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ｆ５：鉄（Ｆｅ）を主成分として、５質量％のクロム（Ｃｒ）を含有する鉄基合金
・試料Ｆ６：鉄（Ｆｅ）を主成分として、４２質量％のニッケル（Ｎｉ）を含有し、クロム（Ｃｒ）を実質的に含有しない鉄基合金
In samples F1 to F6, the material of the
-Sample F1: Iron-based alloy containing 26 mass% chromium (Cr) and 7.5 mass% aluminum (Al) with iron (Fe) as the main component-Sample F2: Iron (Fe) as the main component As an iron-base alloy containing 30% by mass of chromium (Cr), sample F3: iron-based alloy containing 25% by mass of chromium (Cr), sample F3: iron (Fe) ) As a main component and iron-based alloy containing 10% by mass of chromium (Cr); sample F5: Iron-based alloy containing 5% by mass of chromium (Cr) as a main component and sample F6 : Iron-based alloy containing iron (Fe) as a main component and containing 42% by mass of nickel (Ni) and substantially not containing chromium (Cr)
本評価試験において、試験者は、内燃機関を模した冷却治具に各試料を取り付けた状態で耐久性を評価した。本評価試験において、シースチューブ８１０の先端側を冷却治具から突き出した突出量は、４．０ｍｍである。本評価試験において、試験者は、図１１の評価試験と同様に、各試料について、断線サイクル数に応じて耐久性を評価した。
In this evaluation test, the tester evaluated the durability with each sample attached to a cooling jig simulating an internal combustion engine. In this evaluation test, the protrusion amount of the
発熱コイル８３０におけるクロム（Ｃｒ）の含有量が１０質量％未満である試料Ｆ５，Ｆ６では、シースチューブ８１０と発熱コイル８３０との溶接によって形成される溶融部８２０において、クロム（Ｃｒ）の含有量が不十分になる。そのため、シースチューブ８１０の先端部８１１における耐酸化性が不十分になる。具体的には、シースチューブ８１０の先端部８１１の表面に、クロム（Ｃｒ）による保護酸化皮膜が十分に形成されないことによって、先端部８１１を通過してシースチューブ８１０の内部に侵入した酸素が発熱コイル８３０を酸化させる。発熱コイル８３０の酸化は、発熱コイル８３０が劣化する要因となる。その結果、試料Ｆ５，Ｆ６では、グロープラグの耐久性が低下すると考えられる。
In samples F5 and F6 in which the content of chromium (Cr) in the
よって、試料Ｆ１〜Ｆ６の対比によれば、シースチューブ８１０の先端部８１１における耐酸化性を確保することによってグロープラグの耐久性を向上させる観点から、発熱コイル８３０は、クロム（Ｃｒ）を含有することが好ましい。さらに、発熱コイル８３０は、鉄（Ｆｅ）から主に成るとともに１０質量％以上３０質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含有することが好ましい。
Therefore, according to the comparison between the samples F1 to F6, the
Ａ４．効果
以上説明した実施形態によれば、電気抵抗ｒ１＿２０が電気抵抗ｒ２＿２０より大きく、発熱コイル８５０がタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）から実質的に成る。そのため、通電によって発熱コイル８３０および発熱コイル８５０を発熱させる際、発熱コイル８５０における発熱コイル８３０寄りの部分を優先的に発熱させることができる。したがって、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）から主に成る発熱コイル８５０における発熱時の温度分布のばらつきを抑制できる。その結果、グロープラグ１０の昇温特性を向上させることができる。
A4. Effects According to the embodiment described above, the electric resistance r1_20 is larger than the electric resistance r2_20, and the
また、中心軸ＳＣに沿ったシースチューブ８１０の先端Ａから溶融部８４０までの距離Ｄｔｍが０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることによって、グロープラグ１０の耐久性および昇温特性を向上させることができる。
Further, the durability and temperature rise characteristics of the
また、温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）が３．０以下であることによって、通電時に発熱コイル８３０が過剰に発熱することに起因する発熱コイル８３０の劣化を防止できる。その結果、グロープラグ１０の耐久性を向上させることができる。また、温度抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）が１．０以上であることによって、発熱体に適した材料を用いて発熱コイル８３０を容易に実現できる。
Further, when the temperature resistance ratio (Rb / Ra) is 3.0 or less, it is possible to prevent the
また、発熱コイル８３０がクロム（Ｃｒ）を含有することによって、シースチューブ８１０の先端部８１１における耐酸化性を向上させることができる。その結果、グロープラグ１０の耐久性を向上させることができる。
Further, when the
また、発熱コイル８３０が、鉄（Ｆｅ）から主に成るとともに、１０質量％以上３０質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含有することによって、シースチューブ８１０の先端部８１１における耐酸化性を十分に確保できる。その結果、グロープラグ１０の耐久性を十分に向上させることができる。
In addition, the
また、溶融部８４０がニッケル（Ｎｉ）を含有しないことによって、溶融部８４０の耐熱性を確保できる。その結果、グロープラグ１０の耐久性を向上させることができる。
Moreover, the heat resistance of the fusion | melting
Ｂ．他の実施形態
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
B. Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
１０…グロープラグ
１１０…Ｏリング
１２０…絶縁ブッシュ
１３０…リング
１４０…ナット
２００…中軸
２１０…先端部
２９０…後端部
５００…主体金具
５１０…軸孔
５２０…工具係合部
５４０…ネジ部
６００…パッキン
８００，８００Ｂ…シースヒータ
８１０…シースチューブ（筒状体）
８１１…先端部
８１９…後端部
８２０…溶融部
８３０…発熱コイル（第１の発熱体）
８３０Ｂ…線材（第１の発熱体）
８４０…溶融部
８５０…発熱コイル（第２の発熱体）
８７０…絶縁粉末
DESCRIPTION OF
811 ...
830B ... Wire (first heating element)
840 ... Melting
870 ... Insulating powder
Claims (6)
前記筒状体の内側において前記先端部に接合され、通電によって発熱する第１の発熱体と、
前記筒状体の内側において前記第１の発熱体と直列に接続され、通電によって発熱する第２の発熱体と
を備えるグロープラグであって、
前記第１の発熱体を構成する線材の２０℃における単位長さ当たりの電気抵抗は、前記第２の発熱体を構成する線材の２０℃における単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きく、
前記第２の発熱体は、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）から主に成ることを特徴とするグロープラグ。 A cylindrical body having a cylindrical shape with a closed end,
A first heating element that is joined to the tip portion inside the cylindrical body and generates heat when energized;
A glow plug comprising: a second heating element connected in series with the first heating element inside the cylindrical body and generating heat by energization;
The electrical resistance per unit length at 20 ° C. of the wire constituting the first heating element is larger than the electrical resistance per unit length at 20 ° C. of the wire constituting the second heating element,
The glow plug characterized in that the second heating element is mainly made of tungsten (W) or molybdenum (Mo).
更に、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との溶接によって形成された溶融部を備え、
前記筒状体の中心軸に沿った前記筒状体の先端から前記溶融部までの距離は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、請求項１に記載のグロープラグ。 The glow plug according to claim 1,
Furthermore, a fusion part formed by welding the first heating element and the second heating element,
2. The glow plug according to claim 1, wherein a distance from a tip of the cylindrical body along the central axis of the cylindrical body to the melting portion is 0.5 mm or more and 3.0 mm or less.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3163171A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-03 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Glow plug |
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-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013214845A patent/JP2015078784A/en active Pending
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