JP6392000B2

JP6392000B2 - Glow plug

Info

Publication number: JP6392000B2
Application number: JP2014124296A
Authority: JP
Inventors: 裕太渡辺
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2034-06-17
Also published as: JP2016003817A

Description

本発明は、グロープラグに関するものである。 The present invention relates to a glow plug.

グロープラグが備えるヒータとして、先端部が閉塞した円筒状のシースチューブと、シースチューブ内に配置されて通電により発熱する発熱コイルと、を備えるヒータ素子が知られている。ヒータ素子では、一般に、発熱コイルの先端部が、シースチューブの内表面の先端部に溶接されている（例えば、特許文献１参照）。 As a heater provided in the glow plug, a heater element is known that includes a cylindrical sheath tube whose tip is closed, and a heating coil that is disposed in the sheath tube and generates heat when energized. In the heater element, generally, the tip of the heating coil is welded to the tip of the inner surface of the sheath tube (see, for example, Patent Document 1).

特開２００１−３３０２４９号公報JP 2001-330249 A

グロープラグでは、高い耐久性が要求される。グロープラグにおいて、例えば経時的な劣化が進行して発熱コイルが損傷すると、発熱コイルの断線が引き起こされる可能性がある。このような発熱コイルの損傷の原因としては、発熱コイルの特定部位が局所的に他の部位よりも高温になることで、当該特定部位が熱により損傷することが考えられる。また、発熱コイルの先端部において、シースチューブの内表面との間の溶接強度が不十分であれば、発熱コイルの先端部が損傷し易くなると考えられる。特に、シースチューブの外径が４．３ｍｍ以下の比較的小径のグロープラグにおいて、発熱コイルの損傷が発生しやすい傾向があった。したがって、発熱コイルの損傷を抑え、グロープラグの耐久性を向上させることが望まれていた。 Glow plugs require high durability. In the glow plug, for example, when the deterioration of the heating coil progresses and the heating coil is damaged, the heating coil may be disconnected. As a cause of such damage to the heating coil, it is conceivable that the specific part of the heating coil is locally heated to a higher temperature than the other part, so that the specific part is damaged by heat. In addition, if the welding strength between the distal end portion of the heating coil and the inner surface of the sheath tube is insufficient, the distal end portion of the heating coil is likely to be damaged. In particular, in a relatively small diameter glow plug with an outer diameter of the sheath tube of 4.3 mm or less, the heating coil tends to be easily damaged. Therefore, it has been desired to suppress damage to the heating coil and improve the durability of the glow plug.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、自身の外径が軸線方向にわたって一定である筒状に形成されたストレート部と、該ストレート部よりも前記軸線方向の先端側に該ストレート部に連続して形成されると共に、自身の外径が前記軸線方向の先端側に向かって縮径しつつ閉じた先端を有する縮径部と、を有するシースチューブと、該シースチューブ内に収納される螺旋状の発熱コイルと、を備えるヒータ素子を有するグロープラグであって、前記シースチューブにおける前記縮径部の前記先端と前記発熱コイルの先端とが溶接されているグロープラグが提供される。このグロープラグは、前記シースチューブの前記ストレート部の外径が４．３ｍｍ以下であり、前記シースチューブの外表面では、前記シースチューブと前記発熱コイルとが溶融して形成された溶融部の外周全体が、前記縮径部に含まれ；前記溶融部および前記発熱コイルを、前記軸線方向に垂直な仮想平面に対して前記軸線方向に投影したときに、前記溶融部が投影された領域に、前記発熱コイルの投影像の全体が存在する。
この形態のグロープラグによれば、シースチューブの内表面と発熱コイルとの接合強度を確保しつつ、ヒータ素子の先端が過度に昇温することを抑制し、グロープラグの耐久性を向上させることができる。 (1) According to one aspect of the present invention, a straight portion formed in a cylindrical shape whose outer diameter is constant over the axial direction, and continuous to the straight portion on the distal end side in the axial direction from the straight portion A sheath tube having a diameter-reduced portion having a closed tip while reducing its outer diameter toward the tip side in the axial direction, and a spiral housed in the sheath tube. There is provided a glow plug having a heater element including a heat generating coil, wherein the distal end of the reduced diameter portion of the sheath tube and the distal end of the heat generating coil are welded. The glow plug has an outer diameter of the straight portion of the sheath tube of 4.3 mm or less, and an outer periphery of a melted portion formed by melting the sheath tube and the heating coil on the outer surface of the sheath tube. The whole is included in the reduced diameter portion; when the melting portion and the heating coil are projected in the axial direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axial direction, the region where the melting portion is projected, There is an entire projection image of the heating coil.
According to this form of the glow plug, while ensuring the bonding strength between the inner surface of the sheath tube and the heating coil, the tip of the heater element is prevented from excessively rising in temperature, thereby improving the durability of the glow plug. Can do.

（２）上記形態のグロープラグにおいて、前記発熱コイルの先端から一巻きまでの部分における後端よりも先端側に、前記溶融部全体が存在することとしてもよい。この形態のグロープラグによれば、発熱コイルの先端近傍における局所的な過熱を抑える効果を高めることができる。 (2) In the glow plug of the above aspect, the entire melting portion may be present on the front end side of the rear end in the portion from the front end to the first turn of the heating coil. According to this form of glow plug, the effect of suppressing local overheating in the vicinity of the tip of the heating coil can be enhanced.

（３）上記形態のグロープラグでは、前記シースチューブにおける前記軸線方向の中心線を含む任意の断面において、前記シースチューブの外表線における前記溶融部の外周の位置は、前記シースチューブの内表線における前記溶融部の外周の位置よりも、前記中心線から離間していることとしてもよい。この形態のグロープラグによれば、グロープラグの組み付け工程において、ヒータ素子の損傷を抑えることができる。 (3) In the glow plug of the above aspect, in an arbitrary cross section including the axial center line in the sheath tube, the position of the outer periphery of the melting portion in the outer surface line of the sheath tube is the inner surface line of the sheath tube. It is good also as separating from the said centerline rather than the position of the outer periphery of the said fusion | melting part. According to this form of the glow plug, damage to the heater element can be suppressed in the process of assembling the glow plug.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、グロープラグの製造方法、グロープラグ用ヒータ素子、およびヒータ素子の製造方法などの形態で実現することが可能である。 The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in a form such as a glow plug manufacturing method, a glow plug heater element, and a heater element manufacturing method.

グロープラグを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a glow plug. ヒータ素子の詳細な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of a heater element. ヒータ素子の先端部の構造を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the structure of the front-end | tip part of a heater element. グロープラグの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of a glow plug. ヒータ素子の概略構成を表わす断面図である。It is sectional drawing showing schematic structure of a heater element. ヒータ素子の概略構成を表わす断面図である。It is sectional drawing showing schematic structure of a heater element. ヒータ素子の先端部の構造を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the structure of the front-end | tip part of a heater element. 各サンプルにおける距離Ｄ２と評価結果とをまとめて示す説明図である。It is explanatory drawing which shows collectively the distance D2 and evaluation result in each sample. 各サンプルにおける距離Ｄ２と評価結果とをまとめて示す説明図である。It is explanatory drawing which shows collectively the distance D2 and evaluation result in each sample.

Ａ．第１の実施形態：
（Ａ−１）グロープラグの全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態としてのグロープラグ１０を示す説明図である。本実施形態のグロープラグ１０は、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関の始動時等における着火を補助する熱源として機能する。図１に示すように、グロープラグ１０は、主な構成要素として、通電によって発熱するヒータ素子８００と、主体金具５００と、中軸２００と、を備える。図１では、グロープラグ１０の軸線Ｏから紙面右側に外観構成を図示し、軸線Ｏから紙面左側に断面構成を図示した。なお、本明細書では、グロープラグ１０において軸線Ｏに沿ってヒータ素子８００側を「先端側」と呼び、中軸２００側を「後端側」と呼ぶ。 A. First embodiment:
(A-1) Overall configuration of glow plug:
FIG. 1 is an explanatory view showing a glow plug 10 as a first embodiment of the present invention. The glow plug 10 of this embodiment functions as a heat source that assists ignition at the time of starting an internal combustion engine such as a diesel engine. As shown in FIG. 1, the glow plug 10 includes a heater element 800 that generates heat when energized, a metal shell 500, and a central shaft 200 as main components. In FIG. 1, the appearance configuration is illustrated on the right side of the drawing from the axis O of the glow plug 10, and the cross-sectional configuration is illustrated on the left side of the drawing from the axis O. In the present specification, the heater element 800 side along the axis O in the glow plug 10 is referred to as “front end side”, and the middle shaft 200 side is referred to as “rear end side”.

主体金具５００は、炭素鋼を筒状に成形した部材である。主体金具５００は、先端側の端部においてヒータ素子８００を保持する。主体金具５００は、後端側の端部において絶縁部材４１０とオーリング４６０とを介して中軸２００を保持する。絶縁部材４１０は、絶縁部材４１０の後端に接するリング３００が中軸２００に加締められることで、軸線Ｏ方向の位置が固定される。この絶縁部材４１０によって、主体金具５００と中軸２００との間が電気的に絶縁される。主体金具５００は、絶縁部材４１０からヒータ素子８００に至る中軸２００の部位を内包する。主体金具５００は、工具係合部５２０と、雄ネジ部５４０とを備え、内部に軸孔５１０が形成されている。 The metal shell 500 is a member obtained by forming carbon steel into a cylindrical shape. The metal shell 500 holds the heater element 800 at the end on the front end side. The metal shell 500 holds the central shaft 200 via the insulating member 410 and the O-ring 460 at the end on the rear end side. The position of the insulating member 410 in the direction of the axis O is fixed by crimping the ring 300 in contact with the rear end of the insulating member 410 to the middle shaft 200. By this insulating member 410, the metal shell 500 and the middle shaft 200 are electrically insulated. The metal shell 500 includes a portion of the central shaft 200 that extends from the insulating member 410 to the heater element 800. The metal shell 500 includes a tool engaging portion 520 and a male screw portion 540, and a shaft hole 510 is formed therein.

軸孔５１０は、軸線Ｏに沿って形成された貫通孔であり、中軸２００の外径よりも大きな内径を有する。軸孔５１０に中軸２００が位置決めされた状態で、軸孔５１０と中軸２００との間には、両者を電気的に絶縁する空隙が形成される。軸孔５１０の先端側には、ヒータ素子８００が圧入されて接合されている。雄ネジ部５４０は、内燃機関（図示しない）に形成された雌ネジに嵌り合う。工具係合部５２０は、グロープラグ１０の取り付けと取り外しとに用いられる工具（図示しない）に係合する。 The shaft hole 510 is a through-hole formed along the axis O and has an inner diameter larger than the outer diameter of the middle shaft 200. In a state where the middle shaft 200 is positioned in the shaft hole 510, a gap is formed between the shaft hole 510 and the middle shaft 200 to electrically insulate them. A heater element 800 is press-fitted and joined to the distal end side of the shaft hole 510. The male screw portion 540 is fitted to a female screw formed in an internal combustion engine (not shown). The tool engaging portion 520 engages with a tool (not shown) used for attaching and removing the glow plug 10.

中軸２００は、導電材料を円柱状に成形した部材である。中軸２００は、主体金具５００の軸孔５１０に挿入された状態で軸線Ｏに沿って組み付けられる。中軸２００は、先端側に形成された中軸先端部２１０と、後端側に設けられた接続部２９０とを備える。中軸先端部２１０は、ヒータ素子８００の内部に挿入される。接続部２９０は、主体金具５００から突出している。接続部２９０には、係合部材１００が嵌り合う。 The middle shaft 200 is a member obtained by forming a conductive material into a cylindrical shape. The middle shaft 200 is assembled along the axis O while being inserted into the shaft hole 510 of the metal shell 500. The middle shaft 200 includes a middle shaft front end portion 210 formed on the front end side and a connection portion 290 provided on the rear end side. The middle shaft tip 210 is inserted into the heater element 800. The connection part 290 protrudes from the metal shell 500. The engaging member 100 is fitted in the connecting portion 290.

（Ａ−２）ヒータ素子の構成：
図２は、ヒータ素子８００の詳細な構成を示す説明図である。ヒータ素子８００は、シースチューブ８１０と、発熱体としての発熱コイル８２０と、制御コイル８３０と、絶縁粉末８４０とを備える。図２では、シースチューブ８１０は断面を示し、発熱コイル８２０および制御コイル８３０は外観を示している。 (A-2) Configuration of heater element:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the heater element 800. The heater element 800 includes a sheath tube 810, a heating coil 820 as a heating element, a control coil 830, and insulating powder 840. In FIG. 2, the sheath tube 810 shows a cross section, and the heating coil 820 and the control coil 830 show the appearance.

シースチューブ８１０は、軸線Ｏ方向に延び、先端が閉塞した筒状部材であり、例えばステンレス鋼により形成される。シースチューブ８１０の内部には、発熱コイル８２０と、制御コイル８３０と、絶縁粉末８４０とが配置されている。シースチューブ８１０は、シース管先端部８１１とシース管後端部８１９とを備える。シース管先端部８１１は、シースチューブ８１０の先端側において、先端側に向かって次第に縮径しつつ外側に向けて丸く形成された部分の端部である。シース管後端部８１９は、シースチューブ８１０の後端側において開口した端部である。シース管後端部８１９からシースチューブ８１０の内部に中軸２００の先端側が挿入されている。シースチューブ８１０は、パッキン６００と絶縁粉末８４０とによって、中軸２００から電気的に絶縁される。パッキン６００は、中軸２００とシースチューブ８１０との間に挟まれた絶縁部材である。シースチューブ８１０は、主体金具５００と電気的に接続されている。シースチューブ８１０は、横断面（軸線Ｏに垂直な断面）における外径が軸線Ｏ方向にわたって一定であるストレート部８６０と、ストレート部８６０よりも先端側に、ストレート部８６０に連続して次第に縮径するように形成されて、シース管先端部８１１を含む縮径部８６５と、を備える。 The sheath tube 810 is a cylindrical member that extends in the direction of the axis O and has a closed end, and is made of, for example, stainless steel. Inside the sheath tube 810, a heating coil 820, a control coil 830, and an insulating powder 840 are arranged. The sheath tube 810 includes a sheath tube front end portion 811 and a sheath tube rear end portion 819. The sheath tube distal end portion 811 is an end portion of a portion formed on the distal end side of the sheath tube 810 so as to be rounded toward the outside while gradually reducing the diameter toward the distal end side. The sheath tube rear end portion 819 is an end portion opened on the rear end side of the sheath tube 810. The distal end side of the central shaft 200 is inserted into the sheath tube 810 from the sheath tube rear end 819. The sheath tube 810 is electrically insulated from the middle shaft 200 by the packing 600 and the insulating powder 840. The packing 600 is an insulating member sandwiched between the middle shaft 200 and the sheath tube 810. The sheath tube 810 is electrically connected to the metal shell 500. The sheath tube 810 has a straight section 860 whose outer diameter in a cross section (cross section perpendicular to the axis O) is constant in the direction of the axis O, and is gradually reduced in diameter continuously from the straight section 860 to the distal end side of the straight section 860. And a reduced diameter portion 865 including a sheath tube distal end portion 811.

発熱コイル８２０は、導電性材料で形成された螺旋状のコイルである。発熱コイル８２０は、シースチューブ８１０の内側に軸線Ｏ方向に沿って配置され、通電によって発熱する。発熱コイル８２０は、先端側の端部である発熱コイル先端部８２１と、後端側の端部である発熱コイル後端部８２９とを備える。発熱コイル８２０の先端部分がシースチューブ８１０に溶接されることにより、シースチューブ８１０の先端付近には溶融部８５０が形成され、発熱コイル８２０はシースチューブ８１０と電気的に接続される。発熱コイル先端部８２１は、発熱コイル８２０と溶融部８５０との境界に相当する。 The heating coil 820 is a spiral coil made of a conductive material. The heating coil 820 is disposed along the axis O direction inside the sheath tube 810 and generates heat when energized. The heat generating coil 820 includes a heat generating coil front end portion 821 that is an end portion on the front end side, and a heat generating coil rear end portion 829 that is an end portion on the rear end side. By welding the distal end portion of the heating coil 820 to the sheath tube 810, a melting portion 850 is formed near the distal end of the sheath tube 810, and the heating coil 820 is electrically connected to the sheath tube 810. The heating coil tip 821 corresponds to the boundary between the heating coil 820 and the melting part 850.

制御コイル８３０は、発熱コイル８２０の後端側に配置され、発熱コイル８２０を形成する材料よりも電気比抵抗の温度係数が大きい導電材料（例えば、コバルトやニッケルを主成分とする合金）で形成された螺旋状のコイルである。制御コイル８３０は、発熱コイル８２０に供給される電力を制御する。制御コイル８３０は、先端側の端部である制御コイル先端部８３１と、後端側の端部である制御コイル後端部８３９とを備える。制御コイル先端部８３１は、発熱コイル８２０の発熱コイル後端部８２９に溶接されることによって、発熱コイル８２０と電気的に接続される。制御コイル後端部８３９は、中軸２００の中軸先端部２１０に接合されることによって中軸２００と電気的に接続される。 The control coil 830 is disposed on the rear end side of the heating coil 820 and is formed of a conductive material (for example, an alloy containing cobalt or nickel as a main component) having a higher temperature coefficient of electrical resistivity than the material forming the heating coil 820. Spiral coil. The control coil 830 controls the power supplied to the heat generating coil 820. The control coil 830 includes a control coil front end portion 831 that is an end portion on the front end side, and a control coil rear end portion 839 that is an end portion on the rear end side. The front end portion 831 of the control coil is electrically connected to the heat generating coil 820 by being welded to the heat generating coil rear end portion 829 of the heat generating coil 820. The control coil rear end portion 839 is electrically connected to the middle shaft 200 by being joined to the middle shaft front end portion 210 of the middle shaft 200.

絶縁粉末８４０は、電気絶縁性を有する粉末である。絶縁粉末８４０としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末が用いられる。絶縁粉末８４０は、シースチューブ８１０の内側に充填され、シースチューブ８１０と、発熱コイル８２０と、制御コイル８３０と、中軸２００との各隙間を電気的に絶縁する。 The insulating powder 840 is a powder having electrical insulating properties. As the insulating powder 840, for example, magnesium oxide (MgO) powder is used. The insulating powder 840 is filled inside the sheath tube 810 and electrically insulates the gaps between the sheath tube 810, the heating coil 820, the control coil 830, and the central shaft 200.

（Ａ−３）ヒータ素子の先端部の構成：
図３は、ヒータ素子８００の先端部の構造を拡大して示す説明図である。図３（Ａ）は、ヒータ素子８００（シースチューブ８１０）における軸線Ｏ方向の中心線を含む断面を表わす断面図である。なお、本実施形態では、ヒータ素子８００の中心線は、グロープラグ１０の軸線Ｏに一致している。図３（Ｂ）は、ヒータ素子８００を先端側から後端側に向かって軸線Ｏ方向に沿って見た様子を表わす下面図である。図３（Ｂ）に示すように、本実施形態では、下面図における溶融部８５０の形状は、略円形となっている。 (A-3) Configuration of the tip of the heater element:
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an enlarged structure of the tip portion of the heater element 800. FIG. 3A is a cross-sectional view showing a cross section including a center line in the direction of the axis O in the heater element 800 (sheath tube 810). In the present embodiment, the center line of the heater element 800 coincides with the axis O of the glow plug 10. FIG. 3B is a bottom view showing the heater element 800 viewed from the front end side toward the rear end side along the axis O direction. As shown in FIG. 3B, in the present embodiment, the shape of the melting part 850 in the bottom view is substantially circular.

既述したように、シースチューブ８１０は、ストレート部８６０と縮径部８６５とを備えている。図３（Ａ）に示す断面では、シースチューブ８１０の外表面を表わす部分（以後、外表線と呼ぶ）において、ストレート部８６０と縮径部８６５との境界を、点Ａで表わしている。また、図３（Ａ）では、シースチューブ８１０の外表線上において、溶融部８５０の外周に対応する位置（シースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との境界）を点Ｂで表わしている。さらに図３（Ａ）では、シースチューブ８１０の内表面を表わす部分（以後、内表線と呼ぶ）において、溶融部８５０の外周に対応する位置（シースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との境界）を、点Ｃで表わしている。なお、図３（Ａ）では、溶融部８５０の外径をＤ１としている。 As described above, the sheath tube 810 includes the straight portion 860 and the reduced diameter portion 865. In the cross section shown in FIG. 3A, the boundary between the straight portion 860 and the reduced diameter portion 865 is represented by a point A in a portion representing the outer surface of the sheath tube 810 (hereinafter referred to as an outer surface line). 3A, the position corresponding to the outer periphery of the melting portion 850 (the boundary between the base material portion of the sheath tube 810 and the melting portion 850) on the outer surface of the sheath tube 810 is represented by a point B. Further, in FIG. 3A, in a portion representing the inner surface of the sheath tube 810 (hereinafter referred to as an inner surface line), a position corresponding to the outer periphery of the melting portion 850 (the base material portion of the sheath tube 810 and the melting portion 850) Is represented by a point C. In FIG. 3A, the outer diameter of the fusion zone 850 is D1.

本実施形態のヒータ素子８００では、シースチューブ８１０の外表面において、溶融部８５０の外周全体が、縮径部８６５に含まれている。したがって、図３（Ａ）では、シースチューブ８１０の外表線上において、点Ａよりも点Ｂの方が先端側に位置している。また、図３（Ｂ）の下面図では、溶融部８５０の外周全体が、シースチューブ８１０の外周よりも内側に存在している。ここで、図３（Ａ）では、軸線Ｏ方向に対する点Ａの位置を破線β１で示し、軸線Ｏ方向に対する点Ｂの位置を破線β２で示し、軸線Ｏ方向における点Ａと点Ｂとの間の距離を、Ｄ２としている。 In the heater element 800 of the present embodiment, the entire outer periphery of the melting portion 850 is included in the reduced diameter portion 865 on the outer surface of the sheath tube 810. Therefore, in FIG. 3A, the point B is located on the distal end side of the point A on the outer surface line of the sheath tube 810. In the bottom view of FIG. 3B, the entire outer periphery of the melting portion 850 exists inside the outer periphery of the sheath tube 810. Here, in FIG. 3A, the position of the point A with respect to the axis O direction is indicated by a broken line β1, the position of the point B with respect to the axis O direction is indicated by a broken line β2, and between the points A and B in the axis O direction. Is the distance D2.

また、本実施形態のヒータ素子８００では、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体が存在している。図３（Ａ）では、発熱コイル８２０を軸線Ｏ方向に投影したときの発熱コイル８２０の外周に対応する位置を、破線α１で示している。また、図３（Ａ）では、溶融部８５０を軸線Ｏ方向に投影したときの溶融部８５０の外周に対応する位置を、破線α３で示している。図３（Ｂ）においても同様に、発熱コイル８２０の外周に対応する位置を、破線α１で示している。図３（Ａ）では、破線α１は破線α３よりも軸線Ｏ寄りに位置しており、図３（Ｂ）では、破線α１は溶融部８５０の外周よりも内側に位置している。なお、図３（Ａ）の断面図において、破線α１の少なくとも一部が破線α３と重なる形状であってもよく、図３（Ｂ）の下面図において、破線α１の少なくとも一部が溶融部８５０の外周と重なる形状であってもよい。 Further, in the heater element 800 of the present embodiment, when the melting part 850 and the heating coil 820 are projected in the axis O direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axis O direction, The entire projection image of the heating coil 820 exists. In FIG. 3A, a position corresponding to the outer periphery of the heating coil 820 when the heating coil 820 is projected in the direction of the axis O is indicated by a broken line α1. In FIG. 3A, the position corresponding to the outer periphery of the melting part 850 when the melting part 850 is projected in the direction of the axis O is indicated by a broken line α3. Similarly in FIG. 3B, a position corresponding to the outer periphery of the heating coil 820 is indicated by a broken line α1. 3A, the broken line α1 is located closer to the axis O than the broken line α3, and in FIG. 3B, the broken line α1 is located on the inner side of the outer periphery of the melting portion 850. 3A, at least a part of the broken line α1 may overlap with the broken line α3. In the bottom view of FIG. 3B, at least a part of the broken line α1 may be a melting portion 850. The shape which overlaps with the outer periphery may be sufficient.

また、本実施形態のヒータ素子８００では、軸線Ｏ方向に対する位置関係を比較すると、「発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分における後端」よりも先端側に、溶融部８５０全体が存在している。図３（Ａ）では、「発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分における後端」の、軸線Ｏ方向に対する位置を、破線β３で示している。図３（Ａ）に示すように、溶融部８５０全体が、破線β３よりも先端側に存在する。 Further, in the heater element 800 of the present embodiment, when the positional relationship with respect to the axis O direction is compared, the entire melted portion 850 is present on the front end side with respect to the “rear end in the portion from the heating coil front end portion 821 to one turn”. ing. In FIG. 3A, the position of the “rear end at the portion from the heating coil front end portion 821 to the first turn” with respect to the direction of the axis O is indicated by a broken line β3. As shown in FIG. 3A, the entire melted portion 850 exists on the tip side with respect to the broken line β3.

なお、発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分とは、上記発熱コイル先端部８２１から後端側へと旋回しながら延びる発熱コイル８２０において、発熱コイル先端部８２１と軸線Ｏ方向に最初に重なる位置をいう。上記発熱コイル先端部８２１の位置、および、発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分における後端の位置など、発熱コイル８２０の形状に係る情報は、例えば、ヒータ素子８００をＸ線ＣＴ観察することにより、非破壊内部観察することにより知ることができる。 The portion from the heating coil tip 821 to the first turn overlaps with the heating coil tip 821 first in the axis O direction in the heating coil 820 extending while turning from the heating coil tip 821 to the rear end side. Says the position. For information on the shape of the heating coil 820, such as the position of the heating coil tip 821 and the position of the rear end of the portion from the heating coil tip 821 to one turn, the heater element 800 is observed by X-ray CT, for example. Therefore, it can be known by non-destructive internal observation.

また、本実施形態のヒータ素子８００では、シースチューブ８１０における軸線Ｏ方向の中心線を含む任意の断面において、シースチューブ８１０の外表線における溶融部８５０の外周の位置は、シースチューブの内表線における溶融部８５０の外周の位置よりも、中心線から離間している。図３（Ａ）に示す破線α３は、既述したように、シースチューブ８１０の外表線における溶融部８５０の外周の位置である点Ｂを通過して、軸線Ｏに平行な破線である。また、図３（Ａ）に示す破線α２は、シースチューブ８１０の内表線における溶融部８５０の外周の位置である点Ｃを通過して、軸線Ｏに平行な破線である。図３（Ａ）に示すように、破線α３は、破線α２よりも軸線Ｏ（軸線Ｏ方向の中心線）から離間している。 Further, in the heater element 800 of the present embodiment, the position of the outer periphery of the melting portion 850 in the outer surface of the sheath tube 810 in any cross section including the center line in the axis O direction in the sheath tube 810 is the inner surface of the sheath tube. It is further away from the center line than the position of the outer periphery of the melted part 850. The broken line α3 shown in FIG. 3A is a broken line that passes through the point B that is the position of the outer periphery of the melting portion 850 on the outer surface of the sheath tube 810 and is parallel to the axis O, as described above. A broken line α2 shown in FIG. 3A is a broken line that passes through the point C that is the position of the outer periphery of the melting portion 850 on the inner surface of the sheath tube 810 and is parallel to the axis O. As shown in FIG. 3A, the broken line α3 is further away from the axis O (center line in the direction of the axis O) than the broken line α2.

なお、シースチューブ８１０において、ストレート部８６０と縮径部８６５との境界（図３（Ａ）における点Ａの位置）は、以下のように特定することができる。すなわち、点Ａを特定するには、まず、シースチューブ８１０を、図３（Ａ）に示す向きで投影機を用いて５０倍に拡大し、シースチューブ８１０の先端から軸線方向に０．０５ｍｍ間隔でシースチューブ８１０の外径（チューブ径）を測定する。そして、［（先端から軸線Ｏ方向にＸｍｍの位置のチューブ径）−（先端から軸線Ｏ方向に（Ｘ−０．０５）ｍｍの位置のチューブ径）］が最初に０．０２ｍｍ以下になった位置Ｘにおけるシースチューブ８１０の外周上の点を、点Ａとする。 In the sheath tube 810, the boundary between the straight portion 860 and the reduced diameter portion 865 (the position of the point A in FIG. 3A) can be specified as follows. That is, in order to specify the point A, first, the sheath tube 810 is enlarged by a factor of 50 using a projector in the direction shown in FIG. 3 (A), and is spaced 0.05 mm from the distal end of the sheath tube 810 in the axial direction. To measure the outer diameter (tube diameter) of the sheath tube 810. [(Tube diameter at the position of X mm from the tip to the axis O direction) − (Tube diameter at the position of (X−0.05) mm from the tip to the axis O direction)] was initially 0.02 mm or less. A point on the outer periphery of the sheath tube 810 at the position X is a point A.

また、シースチューブ８１０において、母材部分と溶融部８５０とでは金属組織が異なるため、シースチューブ８１０の外表線上における両者の境界である点Ｂ（溶融部８５０の外周）は、ヒータ素子８００の外観を観察することにより非破壊的に特定可能である。ただし、より厳密に点Ｂを特定するためには、以下の方法を採用すればよい。具体的には、まず、試料（ヒータ素子８００）を樹脂に埋め込み、シースチューブ８１０の軸線Ｏ方向の中心線に沿って切断する。ここで、中心線に沿って切断するには、シースチューブ８１０の外径の半分の位置で切断すればよい。そして、試料を飽和シュウ酸水溶液に浸して、５Ｖにて５秒間電解エッチングを行なった後、溶融部８５０を観察して点Ｂを特定すればよい。溶融部８５０の観察は、測定機能付き観察装置（測定顕微鏡）を用い、１００倍の倍率で観察すればよい。あるいは、試料の測定画像を１００倍に拡大して観察してもよい。 In the sheath tube 810, the base metal portion and the melted portion 850 have different metal structures. Therefore, a point B (outer periphery of the melted portion 850) that is the boundary between the two on the outer surface of the sheath tube 810 is the appearance of the heater element 800. Can be identified nondestructively. However, in order to specify the point B more strictly, the following method may be adopted. Specifically, first, the sample (heater element 800) is embedded in resin and cut along the center line of the sheath tube 810 in the axis O direction. Here, in order to cut along the center line, it may be cut at a position half the outer diameter of the sheath tube 810. Then, after immersing the sample in a saturated oxalic acid aqueous solution and performing electrolytic etching at 5 V for 5 seconds, the point B may be specified by observing the melted portion 850. What is necessary is just to observe the fusion | melting part 850 by 100 time magnification using an observation apparatus with a measurement function (measurement microscope). Alternatively, the measurement image of the sample may be magnified 100 times and observed.

シースチューブ８１０の内表線上における溶融部８５０の外周に対応する位置である点Ｃも、点Ｂと同様に、シースチューブ８１０の軸線Ｏ方向の中心線を含む断面において電解エッチングを行なって観察することにより特定できる。 Similarly to the point B, the point C corresponding to the outer periphery of the melted portion 850 on the inner surface line of the sheath tube 810 is observed by performing electrolytic etching on the cross section including the center line in the axis O direction of the sheath tube 810. Can be specified.

また、軸線Ｏ方向における点Ａと点Ｂとの間の距離Ｄ２は、以下のようにして求めればよい。すなわち、既述したように点Ａを特定する際に、軸線Ｏ方向におけるシース管先端部８１１と点Ａとの距離を求める。また、既述したように電解エッチングにより点Ｂを特定する際に、軸線Ｏ方向におけるシース管先端部８１１と点Ｂとの距離を求める。そして、上記したシース管先端部８１１と点Ａとの距離と、シース管先端部８１１と点Ｂとの距離と、の差を算出することにより、距離Ｄ２が得られる。 Further, the distance D2 between the points A and B in the direction of the axis O may be obtained as follows. That is, as described above, when the point A is specified, the distance between the sheath tube distal end portion 811 and the point A in the axis O direction is obtained. Further, as described above, when the point B is specified by electrolytic etching, the distance between the sheath tube tip 811 and the point B in the axis O direction is obtained. Then, the distance D2 is obtained by calculating the difference between the distance between the sheath tube tip 811 and the point A and the distance between the sheath tube tip 811 and the point B.

（Ａ−４）グロープラグの製造方法：
図４は、本実施形態のグロープラグ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、まず、シースチューブ８１０を用意する（ステップＳ１００）。その後、シースチューブ８１０内に発熱コイル８２０等を配置して、ヒータ素子８００を組み立てる（ステップＳ１１０）。 (A-4) Glow plug manufacturing method:
FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing the glow plug 10 of the present embodiment. When manufacturing the glow plug 10, first, the sheath tube 810 is prepared (step S100). Thereafter, the heating coil 820 and the like are arranged in the sheath tube 810, and the heater element 800 is assembled (step S110).

ステップＳ１００で用意するシースチューブ８１０は、先端に開口を有しつつ、この開口に向かって次第に縮径する形状に成形されている。このようなシースチューブ８１０は、例えば、板材を筒状に丸めてアーク溶接したり、板材を深絞りすることにより円筒形部材を作製し、得られた円筒形部材の先端側に絞り加工を施すことにより得られる。 The sheath tube 810 prepared in step S100 has an opening at the tip, and is formed into a shape that gradually decreases in diameter toward the opening. Such a sheath tube 810 is formed by, for example, rolling a plate material into a cylindrical shape and arc welding, or by deep drawing the plate material to produce a cylindrical member, and subjecting the obtained cylindrical member to a drawing end. Can be obtained.

シースチューブ８１０の先端に発熱コイル８２０を溶接する際には、シースチューブ８１０内に、中軸２００と一体化された制御コイル８３０および発熱コイル８２０を挿入し、発熱コイル８２０の先端部分とシースチューブ８１０の先端部分とを溶接する。溶接は、例えばアーク溶接とすることができる。本実施形態では、溶接時の溶接電流値を制御することにより、シースチューブ８１０に形成される溶融部８５０の形状（シースチューブ８１０の外表面における溶融部８５０の形状）を調節している。溶接の後、シースチューブ８１０の内側に絶縁粉末８４０を充填して、ヒータ素子８００の組み立てを完了する。 When welding the heating coil 820 to the distal end of the sheath tube 810, the control coil 830 and the heating coil 820 integrated with the middle shaft 200 are inserted into the sheath tube 810, and the distal end portion of the heating coil 820 and the sheath tube 810 are inserted. Weld the tip part of The welding can be, for example, arc welding. In the present embodiment, by controlling the welding current value at the time of welding, the shape of the melting portion 850 formed in the sheath tube 810 (the shape of the melting portion 850 on the outer surface of the sheath tube 810) is adjusted. After welding, the sheath tube 810 is filled with insulating powder 840 to complete the assembly of the heater element 800.

ヒータ素子８００の組み立て後、ヒータ素子８００に対してスウェージング加工を施す（ステップＳ１２０）。スウェージング加工とは、ヒータ素子８００に対して打撃力を加えてヒータ素子８００を縮径させ、シースチューブ８１０内に充填した絶縁粉末８４０を緻密化させる加工である。スウェージング加工のために用いるスウェージング装置は、ヒータ素子８００の外周に沿って放射状に配置される複数のスウェージングダイスを備え、これらのスウェージングダイスを用いて、ヒータ素子８００の径方向内側に向かう打撃力を加える。本実施形態では、既述したように、ステップＳ１１０におけるシースチューブ８１０と発熱コイル８２０との溶接時に、溶接電流値を所定の電流値に制御している。そのため、スウェージング加工後には、溶融部８５０全体が縮径部８６５内に存在するヒータ素子８００が得られる。ヒータ素子８００の縮径部８６５は、スウェージング加工を施す前から、スウェージングにより縮径された後のヒータ素子８００の外径よりも外径が小さかった部位に相当する。 After the assembly of the heater element 800, swaging processing is performed on the heater element 800 (step S120). The swaging process is a process of applying a striking force to the heater element 800 to reduce the diameter of the heater element 800 and densify the insulating powder 840 filled in the sheath tube 810. The swaging apparatus used for the swaging process includes a plurality of swaging dies arranged radially along the outer periphery of the heater element 800, and these swaging dies are used to radially inward the heater element 800. Add the striking force to go. In the present embodiment, as described above, the welding current value is controlled to a predetermined current value during welding of the sheath tube 810 and the heating coil 820 in step S110. Therefore, after the swaging process, the heater element 800 in which the entire melting portion 850 is present in the reduced diameter portion 865 is obtained. The reduced diameter portion 865 of the heater element 800 corresponds to a portion where the outer diameter is smaller than the outer diameter of the heater element 800 after the diameter is reduced by swaging before the swaging process.

スウェージング加工後、ヒータ素子８００と、主体金具５００とを含む部材を組み付けて（ステップＳ１３０）、グロープラグ１０が完成する。具体的には、中軸２００が一体化されたヒータ素子８００を主体金具５００の軸孔５１０に圧入して固定すると共に、主体金具５００の後端部分において、オーリング４６０や絶縁部材４１０を中軸２００に嵌め込み、係合部材１００を主体金具５００の後端に設けられた中軸２００の接続部２９０に締め付ける。また、ステップＳ１３０では、グロープラグ１０に対してエージング処理が施される。具体的には、組み立てられたグロープラグ１０に通電することによって、ヒータ素子８００を発熱させて、ヒータ素子８００の外表面に酸化膜を形成させる。 After the swaging process, a member including the heater element 800 and the metal shell 500 is assembled (step S130), and the glow plug 10 is completed. Specifically, the heater element 800 in which the middle shaft 200 is integrated is press-fitted into the shaft hole 510 of the metal shell 500 and fixed, and the O-ring 460 and the insulating member 410 are attached to the middle shaft 200 at the rear end portion of the metal shell 500. And the engaging member 100 is fastened to the connecting portion 290 of the central shaft 200 provided at the rear end of the metal shell 500. In step S130, the glow plug 10 is subjected to an aging process. Specifically, the heater element 800 is heated by energizing the assembled glow plug 10 to form an oxide film on the outer surface of the heater element 800.

以上のように構成された本実施形態のグロープラグ１０によれば、シースチューブ８１０の外表面において、溶融部８５０の外周全体が、縮径部８６５に含まれている。そのため、グロープラグ１０において、ヒータ素子８００の先端が過度に昇温することを抑制し、グロープラグ１０の耐久性を向上させることができる。その理由を、以下に説明する。 According to the glow plug 10 of the present embodiment configured as described above, the entire outer circumference of the melting portion 850 is included in the reduced diameter portion 865 on the outer surface of the sheath tube 810. For this reason, in the glow plug 10, it is possible to suppress the temperature of the tip of the heater element 800 from excessively increasing and to improve the durability of the glow plug 10. The reason will be described below.

図５は、本実施形態とは異なり、シースチューブ８１０の外表面において、溶融部８５０が、縮径部８６５だけでなくストレート部８６０にまで広がって形成されたヒータ素子１８００の概略構成を表わす断面図である。図５は、図３と同様にヒータ素子１８００の軸線Ｏ方向の中心線を通る断面を表わしており、実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。図５では、シースチューブ８１０の外表面における点Ａ（ストレート部８６０と縮径部８６５との境界）よりも、点Ｂ（溶融部８５０の外周）の方が後端側に位置している。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a heater element 1800 in which the melted portion 850 extends not only to the reduced diameter portion 865 but also to the straight portion 860 on the outer surface of the sheath tube 810, unlike the present embodiment. FIG. FIG. 5 shows a cross section passing through the center line in the direction of the axis O of the heater element 1800 as in FIG. 3, and the same reference numerals are given to portions common to the embodiment, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 5, the point B (outer periphery of the melted part 850) is located on the rear end side than the point A (boundary between the straight part 860 and the reduced diameter part 865) on the outer surface of the sheath tube 810.

図５のヒータ素子１８００のような形状は、例えば、図４のステップＳ１１０で、比較的大きな溶接電流にて発熱コイル８２０をシースチューブ８１０に溶接した場合に得られる。このように、スウェージング後のヒータ素子の外径よりも大きな外径を有する溶融部が形成された場合には、スウェージングの際に、溶融部８５０が形成された部位にも打撃力が加えられ、ストレート部８６０にも溶融部８５０が存在することになる。 A shape like the heater element 1800 of FIG. 5 is obtained, for example, when the heating coil 820 is welded to the sheath tube 810 with a relatively large welding current in step S110 of FIG. Thus, when a melted part having an outer diameter larger than the outer diameter of the heater element after swaging is formed, the striking force is also applied to the part where the melted part 850 is formed during swaging. Therefore, the melted portion 850 is also present in the straight portion 860.

ここで、スウェージングに伴ってヒータ素子に打撃力が加えられると、打撃力がヒータ素子内部に伝えられることにより、絶縁粉末８４０が緻密化されると共に、発熱コイル８２０（および制御コイル８３０）において、外径が小さくなり、線径が太くなり、ピッチが広くなるという変化が生じる。図５のヒータ素子１８００では、発熱コイル８２０の先端側の一部（溶融部８５０と径方向に重なる部分）は、スウェージングの際に、溶融部８５０を介して打撃力が加えられる。溶融部８５０はシースチューブ８１０の母材部分よりも柔らかいため、溶融部８５０に打撃力が加えられた場合には、母材部分に比べて溶融部８５０の方が打撃力を吸収して薄型化する程度が大きくなり、内部の発熱コイル８２０に伝えられる打撃力が小さくなる。その結果、発熱コイル８２０において溶融部８５０と径方向に重なる部分では、外径の縮小、線径が太くなること、およびピッチの拡大が抑えられる。発熱コイル８２０の線径が太いほど発熱コイル８２０の抵抗が小さくなって、通電時の発熱が抑えられる。図５のように、発熱コイル８２０の先端近傍で線径が大きくなることが抑えられると、発熱コイル８２０の先端付近で局所的に抵抗が大きくなり、通電時の発熱量が局所的に大きくなる。 Here, when a striking force is applied to the heater element along with the swaging, the striking force is transmitted to the inside of the heater element, whereby the insulating powder 840 is densified and the heating coil 820 (and the control coil 830). The outer diameter becomes smaller, the wire diameter becomes thicker, and the pitch becomes wider. In the heater element 1800 of FIG. 5, a striking force is applied to a part of the front end side of the heating coil 820 (a portion overlapping the melting portion 850 in the radial direction) via the melting portion 850 during swaging. Since the melted portion 850 is softer than the base material portion of the sheath tube 810, when the striking force is applied to the melted portion 850, the melted portion 850 absorbs the striking force and is thinner than the base material portion. The degree to which this occurs increases, and the striking force transmitted to the internal heating coil 820 decreases. As a result, in the portion of the heating coil 820 that overlaps the melting portion 850 in the radial direction, the reduction in the outer diameter, the increase in the wire diameter, and the increase in the pitch are suppressed. As the wire diameter of the heat generating coil 820 is thicker, the resistance of the heat generating coil 820 becomes smaller and heat generation during energization is suppressed. As shown in FIG. 5, when the wire diameter is suppressed from increasing near the tip of the heating coil 820, the resistance increases locally near the tip of the heating coil 820, and the amount of heat generated during energization increases locally. .

本実施形態のグロープラグ１０では、溶融部８５０の全体が縮径部８６５に含まれるため、スウェージング時に発熱コイル８２０に対して溶融部８５０を介して打撃力が加えられることが抑えられ、発熱コイル８２０の先端近傍まで、加えられる打撃力を均一化することができる。そのため、グロープラグ１０では、発熱コイル８２０の先端近傍まで、より均一に線径を太くすることができ、発熱コイル８２０の先端近傍における局所的な発熱量の増大を抑制できる。このように、発熱コイル８２０の先端近傍における局所的な過熱を抑制することで、過熱に起因する発熱コイル８２０の損傷（例えば断線）を抑え、グロープラグ１０の耐久性を向上させることができる。 In the glow plug 10 of the present embodiment, since the entire melted portion 850 is included in the reduced diameter portion 865, it is possible to suppress the striking force from being applied to the heat generating coil 820 via the melted portion 850 at the time of swaging. The applied striking force can be made uniform up to the vicinity of the tip of the coil 820. Therefore, in the glow plug 10, the wire diameter can be increased more uniformly up to the vicinity of the tip of the heating coil 820, and the local increase in the amount of heat generation near the tip of the heating coil 820 can be suppressed. In this way, by suppressing local overheating in the vicinity of the tip of the heating coil 820, damage (for example, disconnection) of the heating coil 820 due to overheating can be suppressed, and durability of the glow plug 10 can be improved.

さらに、発熱コイル８２０の先端近傍における抵抗を抑えて局所的な過熱を抑制可能となることで、発熱コイル８２０に印加する電圧をより高く設定することが可能になる。そのため、印加電圧をより高くすることによりヒータ素子８００の温度をより高くして、グロープラグ１０の性能を向上させることが可能になる。 Furthermore, by suppressing the resistance in the vicinity of the tip of the heating coil 820 and suppressing local overheating, the voltage applied to the heating coil 820 can be set higher. Therefore, it is possible to increase the temperature of the heater element 800 by increasing the applied voltage and improve the performance of the glow plug 10.

また、ヒータ素子１８００のように溶融部８５０がストレート部８６０にまで広がって形成されるヒータ素子を製造する際には、スウェージング時に、シースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との界面を含む領域に対して、スウェージングダイスからの打撃力が加えられる。上記界面を含む領域はシースチューブ８１０の母材部分よりも強度が低いため、スウェージングに起因する損傷を受け易い。本実施形態によれば、スウェージング時にはシースチューブ８１０の母材部分のみが打撃力を受けるため、スウェージングに起因するシースチューブ８１０の損傷（例えば、上記界面における割れの発生）を抑えることができる。 Further, when manufacturing a heater element in which the melted portion 850 extends to the straight portion 860 like the heater element 1800, the interface between the base material portion of the sheath tube 810 and the melted portion 850 is set during swaging. The striking force from the swaging die is applied to the containing area. Since the region including the interface is lower in strength than the base material portion of the sheath tube 810, it is easily damaged by swaging. According to the present embodiment, since only the base material portion of the sheath tube 810 receives an impact force during swaging, damage to the sheath tube 810 due to swaging (for example, occurrence of cracks at the interface) can be suppressed. .

さらに、ヒータ素子１８００のように、スウェージング時にシースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との界面を含む領域に対して打撃力が加えられる場合には、スウェージング時に上記界面に応力が集中することになる。その結果、発熱コイル８２０への通電時（グロープラグの使用時）に、例えばシースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との間の熱膨張率の差に起因して、上記界面においてシースチューブ８１０が損傷し易くなる（例えば割れが生じ易くなる）。本実施形態によれば、スウェージング時にはシースチューブ８１０の母材部分のみが打撃力を受けるため、シースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との界面における応力発生が抑えられ、発熱コイル８２０への通電に起因するシースチューブ８１０の損傷を抑えることができる。 Further, when a striking force is applied to a region including the interface between the base material portion of the sheath tube 810 and the melted portion 850 at the time of swaging, such as the heater element 1800, stress concentrates on the interface at the time of swaging. Will do. As a result, when the heating coil 820 is energized (when the glow plug is used), for example, due to a difference in thermal expansion coefficient between the base material portion of the sheath tube 810 and the melting portion 850, the sheath tube is formed at the interface. 810 is likely to be damaged (for example, cracks are likely to occur). According to the present embodiment, since only the base material portion of the sheath tube 810 receives an impact force during swaging, the generation of stress at the interface between the base material portion of the sheath tube 810 and the melting portion 850 is suppressed, and the heating coil 820 is obtained. The sheath tube 810 can be prevented from being damaged due to the energization.

なお、本実施形態では、シースチューブ８１０と発熱コイル８２０との溶接時の溶接電流値を所定の電流値に制御したが、スウェージング後のヒータ素子８００の外径以下の外径を有する溶融部８５０を形成可能であれば、いかなる方法で溶接を行なってもよい。 In the present embodiment, the welding current value at the time of welding the sheath tube 810 and the heating coil 820 is controlled to a predetermined current value. However, the molten portion having an outer diameter equal to or smaller than the outer diameter of the heater element 800 after swaging. As long as 850 can be formed, welding may be performed by any method.

また、本実施形態によれば、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体が存在している。そのため、溶融部８５０が大きくなりすぎることに起因する既述した不都合を抑えつつ、発熱コイル８２０とシースチューブ８１０の接合強度を確保することが可能になる。 Further, according to the present embodiment, when the melting portion 850 and the heating coil 820 are projected in the axis O direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axis O direction, the heating coil is formed in the region where the melting portion 850 is projected. There are 820 projection images as a whole. For this reason, it is possible to ensure the bonding strength between the heating coil 820 and the sheath tube 810 while suppressing the above-described inconvenience caused by the melted portion 850 becoming too large.

一般に、溶接時に形成される溶融部が大きいほど溶接強度が高まる。そのため、従来は、外径が比較的細いシースチューブを用いる場合であっても、外径がより太いシースチューブを用いる場合と同様に溶融部を大きく確保して、シースチューブと発熱コイルとの溶接強度の確保が図られていた。その結果、外径が細いシースチューブを用いて作製したヒータ素子では、従来は、縮径部だけでなくストレート部にまで溶融部が形成されていた。特に、シースチューブの外径が４．３ｍｍ以下の比較的小径のグロープラグでは、発熱コイルの損傷が発生しやすい傾向があったが、上記理由により、溶融部の外周全体が縮径部に含まれるヒータ素子は知られていなかった。また、シースチューブと発熱コイルとを溶接した溶融部をより小さくすることにより、グロープラグの耐久性を向上できることは知られていなかった。本実施形態のグロープラグは、外径が４．３ｍｍ以下のシースチューブを用いる際に、溶融部８５０をより小さくして、溶融部８５０の外周全体を縮径部８６５に含めることにより、グロープラグ１０の耐久性を向上する効果を得ている。また、本実施形態では、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体を存在させて、縮径部８６５に含まれる範囲で溶融部８５０を大きく確保することにより、溶融部８５０における溶接の強度を確保している。 In general, the larger the melted portion formed during welding, the higher the welding strength. Therefore, conventionally, even when a sheath tube having a relatively small outer diameter is used, as in the case of using a sheath tube having a larger outer diameter, a large melted portion is ensured and the sheath tube and the heating coil are welded. Ensuring strength was achieved. As a result, in a heater element manufactured using a sheath tube having a thin outer diameter, conventionally, a melted portion is formed not only in a reduced diameter portion but also in a straight portion. In particular, a glow plug with a relatively small diameter having an outer diameter of the sheath tube of 4.3 mm or less tended to cause damage to the heating coil. For the above reason, the entire outer periphery of the melted part is included in the reduced diameter part. No heater element has been known. Further, it has not been known that the durability of the glow plug can be improved by making the melted portion where the sheath tube and the heating coil are welded smaller. When using a sheath tube having an outer diameter of 4.3 mm or less, the glow plug according to the present embodiment is made smaller by making the melted portion 850 smaller and including the entire outer periphery of the melted portion 850 in the reduced diameter portion 865. The effect of improving the durability of 10 is obtained. In the present embodiment, when the melting portion 850 and the heating coil 820 are projected in the direction of the axis O with respect to a virtual plane perpendicular to the direction of the axis O, the heating coil 820 is formed in the region where the melting portion 850 is projected. The entire projection image is present, and the melting portion 850 is ensured to be large within the range included in the reduced diameter portion 865, thereby ensuring the welding strength in the melting portion 850.

また、本実施形態では、発熱コイル８２０において、発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分における後端（破線β３の位置）よりも先端側に、溶融部８５０全体が存在している（図３参照）。そのため、発熱コイル８２０において、発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分以上の範囲にわたって発熱コイル８２０の線径の拡大が抑制されることが無く、発熱コイル８２０の先端近傍における局所的な過熱を抑える効果を高めることができる。 Further, in the present embodiment, in the heat generating coil 820, the entire melting portion 850 is present on the front end side with respect to the rear end (position of the broken line β3) in the portion from the heat generating coil front end portion 821 to one turn (FIG. 3). reference). For this reason, in the heating coil 820, the expansion of the wire diameter of the heating coil 820 is not suppressed over the range from the heating coil tip 821 to one turn, and local overheating near the tip of the heating coil 820 is prevented. The suppressing effect can be enhanced.

ただし、発熱コイル８２０において、発熱コイル先端部８２１から一巻きまでの部分における後端（破線β３の位置）よりも先端側に溶融部８５０全体が存在しないこととしてもよい。溶融部８５０の外周全体が縮径部８６５に含まれ、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体が存在しているならば、本願の実施形態に係る既述した効果が得られる。 However, in the heat generating coil 820, the entire melting portion 850 may not exist on the front end side of the rear end (position of the broken line β3) in the portion from the heat generating coil front end portion 821 to one turn. The entire outer periphery of the melting part 850 is included in the reduced diameter part 865, and the melting part 850 is projected when the melting part 850 and the heating coil 820 are projected in the axis O direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axis O direction. If the entire projection image of the heating coil 820 is present in the region, the above-described effect according to the embodiment of the present application can be obtained.

さらに、本実施形態によれば、シースチューブ８１０における軸線Ｏ方向の中心線を含む任意の断面において、シースチューブ８１０の外表線における溶融部８５０の外周の位置（点Ｂおよび破線α３）は、シースチューブの内表線における溶融部８５０の外周の位置（点Ｃおよび破線α２）よりも、中心線から離間している（図３参照）。このような構成とすれば、例えばステップＳ１３０の組み付け工程において、中軸２００が一体化されたヒータ素子８００を主体金具５００の軸孔５１０に圧入して固定する際に、圧入の動作に起因するヒータ素子８００の損傷を抑えることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, in an arbitrary cross section including the center line in the axis O direction in the sheath tube 810, the position of the outer periphery of the melting portion 850 (point B and broken line α3) on the outer surface line of the sheath tube 810 is the sheath. It is farther from the center line than the position of the outer periphery of the melting part 850 (point C and broken line α2) on the inner surface of the tube (see FIG. 3). With such a configuration, for example, in the assembly process of step S130, when the heater element 800 integrated with the middle shaft 200 is press-fitted into the shaft hole 510 of the metal shell 500 and fixed, the heater resulting from the press-fitting operation is used. Damage to the element 800 can be suppressed.

すなわち、本実施形態では、シースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との境界面（図３の断面において点Ｂと点Ｃとを結んだ線分により表わされる）は、軸線Ｏ方向に対して傾いた角度で形成される。したがって、主体金具５００の後端とヒータ素子８００の先端を押圧して、軸線Ｏ方向に平行な力を加えて上記圧入の動作を行なう際には、傾いた境界面全体で押圧力を受けることができ、境界面近傍におけるシースチューブ８１０の損傷を抑えることができる。なおここで、シースチューブ８１０の外表線における溶融部８５０の外周の位置が、シースチューブの内表線における溶融部８５０の外周の位置よりも、中心線から離間しているとは、その結果形成される上記境界面が、軸線Ｏ方向に対して５°以上傾く（軸線Ｏ方向の中心線を含む断面において、線分ＢＣが軸線Ｏ方向の中心線に対して５°以上傾く）ことをいう。 That is, in the present embodiment, the boundary surface between the base material portion of the sheath tube 810 and the melted portion 850 (represented by the line segment connecting the point B and the point C in the cross section of FIG. 3) is relative to the direction of the axis O. Formed at an inclined angle. Therefore, when the pressing operation is performed by pressing the rear end of the metal shell 500 and the front end of the heater element 800 and applying a force parallel to the direction of the axis O, a pressing force is applied to the entire inclined boundary surface. And damage to the sheath tube 810 in the vicinity of the boundary surface can be suppressed. Here, the position of the outer periphery of the melted portion 850 on the outer surface line of the sheath tube 810 is farther from the center line than the position of the outer periphery of the melted portion 850 on the inner surface line of the sheath tube. The boundary surface is inclined by 5 ° or more with respect to the axis O direction (in the cross section including the center line in the axis O direction, the line segment BC is inclined by 5 ° or more with respect to the center line in the axis O direction). .

図６は、溶融部８５０に係る形状が本実施形態とは異なるヒータ素子２８００の概略構成を表わす断面図である。図６は、図３と同様にヒータ素子２８００の軸線Ｏ方向の中心線を通る断面を表わしており、実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。ヒータ素子２８００では、シースチューブ８１０における軸線Ｏ方向の中心線を含む任意の断面において、シースチューブ８１０の外表線における溶融部８５０の外周の位置（点Ｂおよび破線α３）は、シースチューブの内表線における溶融部８５０の外周の位置（点Ｃおよび破線α２）と、同程度に軸線Ｏ方向の中心線から離間している（重なっている）。このような形状の溶融部８５０は、例えば、発熱コイル８２０の先端部分をシースチューブ８１０に溶接する際に、極端な飛び火（いわゆる横飛び）が発生したときに形成されることがある。 FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a heater element 2800 having a shape related to the melting portion 850 different from that of the present embodiment. FIG. 6 shows a cross section passing through the center line in the direction of the axis O of the heater element 2800 as in FIG. 3, and parts common to the embodiment are given the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. In the heater element 2800, in an arbitrary cross section including the center line in the direction of the axis O in the sheath tube 810, the position of the outer periphery of the melting portion 850 (point B and broken line α3) on the outer surface line of the sheath tube 810 is the inner surface of the sheath tube. It is spaced apart (overlapped) from the center line in the direction of the axis O to the same extent as the position of the outer periphery of the melted part 850 in the line (point C and broken line α2). The melting portion 850 having such a shape may be formed, for example, when an extreme spark (so-called side jump) occurs when the distal end portion of the heating coil 820 is welded to the sheath tube 810.

このような場合には、ステップＳ１３０でヒータ素子８００を主体金具５００の軸孔５１０に圧入する際に、圧入のための押圧力が、シースチューブ８１０の母材部分と溶融部８５０との境界面に平行に加わる。そのため、上記境界面において押圧力により剪断応力が生じ、シースチューブ８１０が損傷し易くなる。本実施形態によれば、このような不都合を抑えることができる。 In such a case, when the heater element 800 is press-fitted into the shaft hole 510 of the metal shell 500 in step S130, the pressing force for press-fitting is a boundary surface between the base material portion of the sheath tube 810 and the melting portion 850. Join in parallel with. Therefore, shear stress is generated by the pressing force at the boundary surface, and the sheath tube 810 is easily damaged. According to the present embodiment, such inconvenience can be suppressed.

ただし、点Ｂ（破線α３）が点Ｃ（破線α２）よりも中心線から離間しないこととしてもよい。溶融部８５０の外周全体が縮径部８６５に含まれ、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体が存在しているならば、本願の実施形態に係る既述した効果が得られる。 However, the point B (broken line α3) may not be separated from the center line more than the point C (broken line α2). The entire outer periphery of the melting part 850 is included in the reduced diameter part 865, and the melting part 850 is projected when the melting part 850 and the heating coil 820 are projected in the axis O direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axis O direction. If the entire projection image of the heating coil 820 is present in the region, the above-described effect according to the embodiment of the present application can be obtained.

なお、本実施形態では、既述したように、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体が存在している。このように、縮径部８６５において溶融部８５０が広く形成されることにより、上記圧入の際には、ヒータ素子８００を圧入する力を、シースチューブ８１０の母材部分よりも柔らかい溶融部８５０のみで受けることが可能になる。そのため、圧入に起因するシースチューブ８１０の損傷を抑制する効果を高めることができる。 In the present embodiment, as described above, when the melting portion 850 and the heat generating coil 820 are projected in the axis O direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axis O direction, the region on which the melting portion 850 is projected. In addition, the entire projection image of the heating coil 820 exists. As described above, since the melted portion 850 is widely formed in the reduced diameter portion 865, only the melted portion 850 that is softer than the base material portion of the sheath tube 810 has a force for press-fitting the heater element 800 during the press-fitting. It becomes possible to receive at. Therefore, the effect of suppressing damage to the sheath tube 810 caused by press fitting can be enhanced.

Ｂ．第２の実施形態：
第１の実施形態のヒータ素子８００では、溶融部８５０の形状が、軸線Ｏを中心とする略回転対称の形状になっていた。これに対し、溶接時に飛び火（いわゆる横飛び）が発生して、溶融部８５０の形状が軸線Ｏを中心とする回転対称の形状とはならない場合も考えられる。 B. Second embodiment:
In the heater element 800 of the first embodiment, the shape of the melting portion 850 is a substantially rotationally symmetric shape with the axis O as the center. On the other hand, there may be a case where sparks (so-called side jump) occur during welding and the shape of the melted portion 850 does not become a rotationally symmetric shape about the axis O.

図７は、本発明の第２の実施形態のグロープラグが備えるヒータ素子３８００の先端部の構造を図３と同様にして示す説明図である。図７（Ａ）は、ヒータ素子３８００における軸線Ｏ方向の中心線を含む断面を表わす断面図であり、図７（Ｂ）は、ヒータ素子３８００を先端側から後端側に向かって軸線Ｏ方向に沿って見た様子を表わす下面図である。図７（Ｂ）では、図７（Ａ）の断面に対応する位置をＡ−Ａ断面として示している。第２の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。 FIG. 7 is an explanatory view showing the structure of the tip of the heater element 3800 provided in the glow plug according to the second embodiment of the present invention in the same manner as FIG. FIG. 7A is a cross-sectional view showing a cross section including the center line of the heater element 3800 in the axis O direction, and FIG. 7B shows the heater element 3800 in the axis O direction from the front end side toward the rear end side. It is a bottom view showing a mode seen along. In FIG. 7B, a position corresponding to the cross section of FIG. 7A is shown as an AA cross section. In the second embodiment, parts that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態では、図７（Ｂ）に示す下面図における溶融部８５０の形状は、略円形の外周部の一部に欠損部８５５が形成された形状となっている。これは、発熱コイル８２０をシースチューブ８１０に溶接する際に、いわゆる横飛びが生じて、均一に溶融部８５０が形成されなかったためである。図７（Ａ）では、欠損部８５５を通過する断面を表わしている。 In the present embodiment, the shape of the melted portion 850 in the bottom view shown in FIG. 7B is a shape in which a defect portion 855 is formed in a part of a substantially circular outer peripheral portion. This is because when the heat generating coil 820 is welded to the sheath tube 810, a so-called lateral jump occurs and the melted portion 850 is not formed uniformly. FIG. 7A shows a cross section passing through the missing portion 855.

ヒータ素子３８００に形成された溶融部８５０は、上記のように欠損部８５５を有しているが、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、溶融部８５０の全体が縮径部８６５に含まれる。また、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に、発熱コイル８２０の投影像の全体が存在する。そのため、第１の実施形態と同様の効果が得られる。 The melted part 850 formed in the heater element 3800 has the defect part 855 as described above, but the entire melted part 850 becomes a reduced diameter part 865 as shown in FIGS. included. Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the melting portion 850 and the heating coil 820 are projected in the axis O direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axis O direction, the melting portion 850 is projected. The entire projection image of the heating coil 820 exists in the region. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.

Ｃ．変形例：
・変形例１（シースチューブの変形）：
上記各実施形態のグロープラグが備えるシースチューブでは、先端部に縮径部が形成されており、縮径部よりも後端側の部分全体が、軸線Ｏ方向にわたって外径が一定であるストレート部であったが、異なる構成としてもよい。例えば、シースチューブにおいて、縮径部の後端側に、外径が互いに異なる複数の部位が形成されていてもよい。この場合であっても、縮径部の後端側に、縮径部に連続して、軸線Ｏ方向にわたって外径が一定であるストレート部が形成されていれば、本願構成を適用することにより、各実施形態と同様の効果を奏することができる。 C. Variation:
Modification 1 (deformation of the sheath tube):
In the sheath tube provided in the glow plug of each of the embodiments described above, a reduced diameter portion is formed at the distal end portion, and the entire portion on the rear end side of the reduced diameter portion has a constant outer diameter over the axis O direction. However, a different configuration may be used. For example, in the sheath tube, a plurality of portions having different outer diameters may be formed on the rear end side of the reduced diameter portion. Even in this case, if a straight portion having a constant outer diameter in the direction of the axis O is formed on the rear end side of the reduced-diameter portion, the configuration of the present application is applied. The same effects as those of the embodiments can be obtained.

・変形例２（ヒータ素子の変形）：
上記各実施形態では、ヒータ素子は、発熱コイル８２０と制御コイル８３０とを備えている。これに対して、ヒータ素子には制御コイル８３０を設けず、通電により発熱するコイルとして単一の発熱コイルのみを設けてもよい。 Modification 2 (deformation of heater element):
In each of the above embodiments, the heater element includes the heating coil 820 and the control coil 830. In contrast, the heater element may not be provided with the control coil 830 but may be provided with only a single heating coil as a coil that generates heat when energized.

また、ヒータ素子は、グロープラグ以外、例えば、暖房器具や調理器具などに用いられても良い。 Further, the heater element may be used for, for example, a heating appliance or a cooking appliance other than the glow plug.

・変形例３（グロープラグの変形）：
上記各実施形態のグロープラグは、補助熱源としての機能のみを有しているが、さらに燃焼圧センサ機能を有していても良い。この場合には、ヒータ素子を軸線Ｏ方向に移動可能な構造とし、ヒータ素子の変位を検出可能なセンサをグロープラグに具備させることで、燃焼圧センサ機能を実現することができる。 Modification 3 (deformation of glow plug):
The glow plug of each of the above embodiments has only a function as an auxiliary heat source, but may further have a combustion pressure sensor function. In this case, a combustion pressure sensor function can be realized by providing the heater element with a structure that can move in the direction of the axis O and providing the glow plug with a sensor that can detect the displacement of the heater element.

また、上記各実施形態のグロープラグは、内燃機関の始動時等における着火を補助する熱源として用いる他、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）の再活性バーナーシステムにおいて用いることもできる。 The glow plug of each of the above embodiments can be used as a heat source for assisting ignition at the start of the internal combustion engine or the like, and can be used in, for example, a diesel particulate filter (DPF) reactivation burner system.

サンプルとして、シースチューブ８１０の外表面におけるストレート部８６０と縮径部８６５との境界（点Ａ）と、溶融部８５０の外周（点Ｂ）との位置関係（距離Ｄ２）が異なる種々のグロープラグを作製し、耐久性（断線寿命）および通電後の割れ発生の有無を評価した結果を以下に説明する。 Various glow plugs having different positional relationships (distance D2) between the boundary (point A) between the straight portion 860 and the reduced diameter portion 865 on the outer surface of the sheath tube 810 and the outer periphery (point B) of the melting portion 850 as samples. The results of evaluating the durability (disconnection life) and the occurrence of cracks after energization will be described below.

図８、図９は、各サンプルにおける上記距離Ｄ２と評価結果とをまとめて示す説明図である。各サンプルを製造する際には、ステップＳ１００において同様の形状に成形されたシースチューブを用意した。また、ステップＳ１１０における発熱コイル８２０の溶接時に、異なる溶接電流値にてシースチューブ８１０と発熱コイル８２０との溶接を実施した。ステップＳ１２０では、最終的に３．５ｍｍの径になるように各々のサンプルをスウェージングした。上記のように、溶接電流値を制御することにより、ストレート部８６０と縮径部８６５との境界（点Ａ）と、溶融部８５０の外周（点Ｂ）との距離Ｄ２が異なる複数種類のヒータ素子を作製した。 8 and 9 are explanatory diagrams collectively showing the distance D2 and the evaluation result in each sample. When manufacturing each sample, a sheath tube formed in the same shape in step S100 was prepared. Further, when the heat generating coil 820 was welded in step S110, the sheath tube 810 and the heat generating coil 820 were welded at different welding current values. In step S120, each sample was swaged to finally have a diameter of 3.5 mm. As described above, by controlling the welding current value, a plurality of types of heaters having different distances D2 between the boundary (point A) between the straight portion 860 and the reduced diameter portion 865 and the outer periphery (point B) of the melting portion 850 An element was produced.

図８及び図９では、ストレート部８６０と縮径部８６５との境界（点Ａ）に対して、溶融部８５０の外周（点Ｂ）の方が後端側に位置する場合には距離Ｄ２を正の値で表わし、溶融部８５０の外周（点Ｂ）の方が先端側に位置する場合には距離Ｄ２を負の値で表わした。サンプル１および８は、点Ａよりも点Ｂが先端側に存在し、距離Ｄ２は−０．０５ｍｍである。サンプル２および９は、点Ａと点Ｂが一致し、距離Ｄ２は０．００ｍｍである。サンプル３〜７およびサンプル１０〜１４は、点Ａよりも点Ｂが後端側に存在する。サンプル３および１０の距離Ｄ２は０．０５ｍｍであり、サンプル４および１１の距離Ｄ２は０．１０ｍｍであり、サンプル５および１２の距離Ｄ２は０．３０ｍｍであり、サンプル６および１３の距離Ｄ２は０．７０ｍｍであり、サンプル７および１４の距離Ｄ２は１．００ｍｍである。 8 and 9, when the outer periphery (point B) of the melted portion 850 is located on the rear end side with respect to the boundary (point A) between the straight portion 860 and the reduced diameter portion 865, the distance D2 is set. Expressed by a positive value, the distance D2 was expressed by a negative value when the outer periphery (point B) of the melted part 850 is located on the tip side. In Samples 1 and 8, the point B is located closer to the tip side than the point A, and the distance D2 is −0.05 mm. In Samples 2 and 9, the points A and B coincide with each other, and the distance D2 is 0.00 mm. In Samples 3 to 7 and Samples 10 to 14, point B is present on the rear end side with respect to point A. The distance D2 between samples 3 and 10 is 0.05 mm, the distance D2 between samples 4 and 11 is 0.10 mm, the distance D2 between samples 5 and 12 is 0.30 mm, and the distance D2 between samples 6 and 13 is The distance D2 between the samples 7 and 14 is 1.00 mm.

サンプル１〜７は、溶融部８５０が、軸線Ｏを中心とする略回転対称の形状に形成されたサンプルであり、点Ａと点Ｂの距離Ｄ２は、いずれの断面においても同じ値になる。サンプル８〜１４は、発熱コイル８２０の溶接時にいわゆる横飛びが生じて、溶融部８５０に欠損部８５５が形成されたサンプルである。サンプル８〜１４において距離Ｄ２を特定するための点Ｂは、溶融部８５０において横飛びが生じていない領域における溶融部８５０の外周上の点である。 Samples 1 to 7 are samples in which the melted portion 850 is formed in a substantially rotationally symmetric shape with the axis O as the center, and the distance D2 between the points A and B has the same value in any cross section. Samples 8 to 14 are samples in which a so-called side jump occurs when the heating coil 820 is welded, and a defect portion 855 is formed in the melted portion 850. A point B for specifying the distance D2 in the samples 8 to 14 is a point on the outer periphery of the melted part 850 in a region where no lateral jump occurs in the melted part 850.

点Ａおよび点Ｂの位置の特定方法は、既述したとおりである。なお、点Ｂの特定は、外観を観察することにより非破壊的に特定した。また、各サンプルについて、溶融部８５０および発熱コイル８２０を、軸線Ｏ方向に垂直な仮想平面に対して軸線Ｏ方向に投影したときに、溶融部８５０が投影された領域に発熱コイル８２０の投影像の全体が存在していることは、Ｘ線ＣＴ観察により非破壊内部観察を行なって確認した。 The method for specifying the positions of the points A and B is as described above. The point B was specified nondestructively by observing the appearance. Further, for each sample, when the melting portion 850 and the heating coil 820 are projected in the direction of the axis O with respect to a virtual plane perpendicular to the direction of the axis O, the projection image of the heating coil 820 is projected onto the region where the melting portion 850 is projected. The existence of the entire structure was confirmed by nondestructive internal observation by X-ray CT observation.

＜試験条件＞
各グロープラグに電圧を印加する動作を繰り返し行ない、断線寿命および割れ発生の有無を評価した。各グロープラグに電圧を印加する動作は、１０００℃２秒、１１００℃１８０秒、風冷１２０秒を１サイクルとして行なった。上記グロープラグの温度は、ヒータ素子の先端から２ｍｍの位置における温度である。 <Test conditions>
The operation of applying a voltage to each glow plug was repeated to evaluate the disconnection life and occurrence of cracks. The operation of applying a voltage to each glow plug was performed at 1000 ° C. for 2 seconds, 1100 ° C. for 180 seconds, and air cooling for 120 seconds as one cycle. The temperature of the glow plug is a temperature at a position 2 mm from the tip of the heater element.

２秒で１０００℃にするための印加電圧は、以下のように設定した。サンプル１〜７については、各サンプルと同じ条件で作製したグロープラグを用いて、ヒータ素子の先端から２ｍｍの位置にＲ熱電対を配置し、２秒で１０００℃に昇温させるために要する印加電圧の大きさを予め調べた。サンプル８〜１４については、それぞれ、サンプル１〜７と同じ値を設定した。 The applied voltage for achieving 1000 ° C. in 2 seconds was set as follows. For samples 1-7, using a glow plug produced under the same conditions as each sample, an R thermocouple was placed at a position 2 mm from the tip of the heater element, and the application required to raise the temperature to 1000 ° C. in 2 seconds The magnitude of the voltage was examined in advance. About the samples 8-14, the same value as the samples 1-7 was set, respectively.

１１００℃で１８０秒間維持するための印加電圧は、以下のように設定した。サンプル１〜７については、各サンプルと同じ条件で作製したグロープラグを用いて、ヒータ素子の先端から２ｍｍの位置にＲ熱電対を配置し、１０００℃に達した後に、１１００℃に維持するために要する印加電圧の大きさを予め調べた。サンプル８、１０〜１４については、それぞれ、サンプル１、３〜７と同じ値を設定した。 The applied voltage for maintaining at 1100 ° C. for 180 seconds was set as follows. For Samples 1-7, using a glow plug manufactured under the same conditions as each sample, an R thermocouple was placed at a position 2 mm from the tip of the heater element, and after reaching 1000 ° C., it was maintained at 1100 ° C. The magnitude of the applied voltage required for the above was examined in advance. For Samples 8 and 10-14, the same values as Samples 1 and 3-7 were set, respectively.

＜評価方法＞
断線寿命は、発熱コイル８２０が断線するまでのサイクル数によって評価した。発熱コイル８２０の断線は、発熱コイル８２０の抵抗値が無限大になることにより判断できるが、ここでは、グロープラグに流れる電流をサイクルごとに検出して、電流値が予め設定した基準値を下回った時に断線したと判断した。図８および図９では、「◎」「○」「△」「×」により評価結果を示した。「◎」は、断線することなく１００００サイクルを超えて電圧印加試験を継続できたことを示す。「○」は、断線までのサイクル数が、８０００サイクルより大きく１００００サイクル以下であることを示す。「△」は、断線までのサイクル数が、５０００サイクルより大きく８０００サイクル以下であることを示す。「×」は、断線までのサイクル数が５０００サイクル以下であることを示す。 <Evaluation method>
The disconnection life was evaluated by the number of cycles until the heating coil 820 was disconnected. The disconnection of the heating coil 820 can be determined by the fact that the resistance value of the heating coil 820 becomes infinite. Here, the current flowing through the glow plug is detected for each cycle, and the current value falls below a preset reference value. It was judged that it was disconnected. 8 and 9, the evaluation results are indicated by “により”, “◯”, “Δ”, and “×”. “◎” indicates that the voltage application test could be continued for more than 10,000 cycles without disconnection. “◯” indicates that the number of cycles until disconnection is greater than 8000 cycles and equal to or less than 10,000 cycles. “Δ” indicates that the number of cycles until disconnection is greater than 5000 cycles and less than or equal to 8000 cycles. “X” indicates that the number of cycles until disconnection is 5000 cycles or less.

割れ発生の有無は、発熱コイル８２０が断線したとき、あるいは、１００００サイクル未満では断線しなかったサンプルについては１００００サイクル終了後に、ヒータ素子の外観を目視で観察することにより判定した。 The presence or absence of cracking was determined by visually observing the appearance of the heater element when the heating coil 820 was disconnected or for samples that were not disconnected at less than 10,000 cycles after the end of 10,000 cycles.

図８および図９に示すように、サンプル１，２，８，９、すなわち、溶融部８５０の全体が縮径部８６５に含まれる場合（距離Ｄ２が０以下である場合）には、１００００サイクルを超える断線寿命を示すと共に、１００００サイクルを超えて電圧印加を継続しても、割れが発生しなかった。よって、極めて良好な耐久性を有することが確認された。なお、距離Ｄ２の値が大きくなるほど、断線寿命が短くなり、割れが発生しやすい傾向が認められた。 As shown in FIGS. 8 and 9, when Samples 1, 2, 8, 9, ie, the entire melted portion 850 is included in the reduced diameter portion 865 (when the distance D2 is 0 or less), 10000 cycles In addition to exhibiting a disconnection life exceeding 10000, cracking did not occur even when voltage application was continued beyond 10,000 cycles. Therefore, it was confirmed that it had extremely good durability. In addition, the tendency for a disconnection lifetime to become short and a crack to generate | occur | produce easily was recognized, so that the value of distance D2 became large.

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、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又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。 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 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
１００…係合部材
２００…中軸
２１０…中軸先端部
２９０…接続部
３００…リング
４１０…絶縁部材
４６０…オーリング
５００…主体金具
５１０…軸孔
５２０…工具係合部
５４０…雄ネジ部
６００…パッキン
８００，１８００，２８００，３８００…ヒータ素子
８１０…シースチューブ
８１１…シース管先端部
８１９…シース管後端部
８２０…発熱コイル
８２１…発熱コイル先端部
８２９…発熱コイル後端部
８３０…制御コイル
８３１…制御コイル先端部
８３９…制御コイル後端部
８４０…絶縁粉末
８５０…溶融部
８５５…欠損部
８６０…ストレート部
８６５…縮径部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Glow plug 100 ... Engagement member 200 ... Middle shaft 210 ... Middle shaft front-end | tip part 290 ... Connection part 300 ... Ring 410 ... Insulation member 460 ... O-ring 500 ... Main metal fitting 510 ... Shaft hole 520 ... Tool engagement part 540 ... Male screw Portion 600 ... Packing 800, 1800, 2800, 3800 ... Heater element 810 ... Sheath tube 811 ... Sheath tube front end 819 ... Sheath tube rear end 820 ... Heat generation coil 821 ... Heat generation coil front end 829 ... Heat generation coil rear end 830 ... Control coil 831 ... Control coil tip 839 ... Control coil rear end 840 ... Insulating powder 850 ... Molten part 855 ... Defect part 860 ... Straight part 865 ... Reduced diameter part

Claims

A straight portion formed in a cylindrical shape whose outer diameter is constant over the axial direction, and is formed continuously to the straight portion on the distal end side in the axial direction from the straight portion, and the outer diameter of the straight portion is A heater element comprising: a sheath tube having a reduced diameter portion having a closed tip that is reduced in diameter toward the tip end side in the axial direction; and a helical heating coil housed in the sheath tube. A glow plug, wherein the tip of the reduced diameter portion of the sheath tube and the tip of the heating coil are welded,
The outer diameter of the straight portion of the sheath tube is 4.3 mm or less,
On the outer surface of the sheath tube, the entire outer periphery of the melted portion formed by melting the sheath tube and the heating coil is included in the reduced diameter portion,
When the melting portion and the heating coil are projected in the axial direction with respect to a virtual plane perpendicular to the axial direction, the entire projection image of the heating coil exists in the region where the melting portion is projected. Glow plug characterized by that.

The glow plug according to claim 1,
The glow plug is characterized in that the entire melting portion is present on the front end side of the rear end in the portion from the front end to the first turn of the heating coil.

A glow plug according to claim 1 or 2,
In an arbitrary cross section including the axial center line of the sheath tube, the outer peripheral position of the melting portion on the outer surface line of the sheath tube is more than the outer peripheral position of the melting portion on the inner surface line of the sheath tube. The glow plug is separated from the center line.