JPH11294768A - Glow plug - Google Patents

Glow plug

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JPH11294768A
JPH11294768A JP12300298A JP12300298A JPH11294768A JP H11294768 A JPH11294768 A JP H11294768A JP 12300298 A JP12300298 A JP 12300298A JP 12300298 A JP12300298 A JP 12300298A JP H11294768 A JPH11294768 A JP H11294768A
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sheath tube
heating coil
glow plug
coil
metal shell
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Tomoaki Kumada
智哲 熊田
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glow plug having a structure in which it is excellent in strength irrespective of a sheath tube being a small diameter, and a required heat production characteristic is easily secured, and further it is difficult to shortcircuit a heating coil and the sheath tube. SOLUTION: A sheath heater 2 includes a sheath tube 11 with its tip end closed, a heating coil 21 disposed on a tip end side in the sheath tube, and a control coil 23 which is connected in series with a rear side of the heating coil 21 for receiving heat from the heating coil 21 to increase electric resistance and hence control power supply to the heating coil 21. An axial cross sectional diameter of a heating coil containment portion 11a of the seed tube 11 is set to be 3.0 to 4.4 mm with its thickness of 0.3 to 0.75 mm. A value of t/D1 when the axial cross sectional diameter is set to be D1 is assumed to be 0.08 to 0.2.

Description

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

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】[0003]

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

【0004】本発明の課題は、シーズチューブが小径で
あるにもかかわらず強度に優れて、必要な発熱性能も容
易に確保でき、さらに発熱コイルとシーズチューブとの
短絡も起こしにくい構造のグロープラグを提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a glow plug having a structure that is excellent in strength despite the small diameter of the sheath tube, easily secures necessary heat generation performance, and is less likely to cause a short circuit between the heating coil and the sheath tube. Is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明のグロープラグの第一の構成
は、先端側が閉じたシーズチューブと、そのシーズチュ
ーブ内においてその先端側に配置される発熱コイルとを
含み、シーズチューブの発熱コイルを収容している部分
(発熱コイル収容部)の外径が3.0〜4.4mmとさ
れるとともに、その肉厚tが0.3〜0.75mmであ
り、かつ外径をD1としたときのt/D1の値が0.08
〜0.2であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a first configuration of a glow plug according to the present invention comprises a sheath tube having a closed distal end, and a sheath tube having a distal end inside the sheath tube. The outer diameter of a portion (heating coil housing portion) of the sheathed tube housing the heating coil is 3.0 to 4.4 mm, and the thickness t of the portion is 0.3. 0.75 mm and the value of t / D1 is 0.08 when the outer diameter is D1.
0.20.2.

【0006】すなわち、上記本発明のグロープラグの構
成においては小型化のニーズに呼応すべく、シーズチュ
ーブの発熱コイル収容部の外径を3.0〜4.4mmの
数値に設定した。そして、その第一の構成では、シーズ
チューブの発熱コイル収容部の肉厚tを0.3〜0.7
5mm、同じく外径をD1としたときのt/D1の値を
0.08〜0.2とすることで、シーズチューブが小径
化しているにもかかわらず十分な強度を確保でき、ひい
ては落下等による衝撃を受けた場合での折損等が生じに
くくなる。また、上記数値範囲設定により、シーズチュ
ーブが小径化している割りには、発熱コイルの外径も比
較的大きく設定でき、必要な発熱性能も確保しやすくな
る。
That is, in the configuration of the glow plug according to the present invention, the outer diameter of the heat generating coil accommodating portion of the sheath tube is set to a numerical value of 3.0 to 4.4 mm in order to meet the need for miniaturization. In the first configuration, the thickness t of the heating coil housing portion of the sheath tube is set to 0.3 to 0.7.
By setting the value of t / D1 to 0.08 to 0.2 when the outer diameter is 5 mm and also the outer diameter is D1, sufficient strength can be ensured despite the reduced diameter of the sheathed tube, and by extension Breakage and the like when receiving an impact due to the above. In addition, by setting the above numerical range, the outer diameter of the heat generating coil can be set relatively large even though the diameter of the sheath tube is reduced, and it becomes easy to secure necessary heat generating performance.

【0007】上記肉厚tが0.3mm未満になるとシー
ズチューブの強度が不足し、例えば取付けの際に誤って
落下させたりして大きな衝撃が加わると、ヒータが破損
しやすくなる。他方、本発明においては、シーズチュー
ブの外径が4.4mm以下に制限されている関係上、肉
厚tが0.75mmを超えるとシーズチューブ内径が小
さくなり過ぎ、発熱コイルの径を十分に確保できなくな
って、必要な発熱性能が得られなくなる場合がある。こ
の場合、発熱コイルの径を無理に大きくしようとする
と、シーズチューブ内面と発熱コイル及び制御コイルと
の間で短絡を生じやすくなることはいうまでもない。な
お、上記肉厚tは、望ましくは0.45〜0.6mmの
範囲で調整されているのがよい。
If the thickness t is less than 0.3 mm, the strength of the sheathed tube becomes insufficient. For example, if the sheath tube is accidentally dropped during installation and a large impact is applied, the heater is likely to be damaged. On the other hand, in the present invention, since the outer diameter of the sheathed tube is limited to 4.4 mm or less, if the wall thickness t exceeds 0.75 mm, the inner diameter of the sheathed tube becomes too small, and the diameter of the heating coil is sufficiently reduced. In some cases, it is not possible to secure the required heat generation performance. In this case, if the diameter of the heating coil is forcibly increased, it is needless to say that a short circuit easily occurs between the inner surface of the sheath tube and the heating coil and the control coil. The thickness t is desirably adjusted in the range of 0.45 to 0.6 mm.

【0008】次に、本発明のグロープラグの第二の構成
は、先端側が閉じたシーズチューブと、そのシーズチュ
ーブ内においてその先端側に配置される発熱コイルとを
含み、シーズチューブの発熱コイルを収容している部分
(発熱コイル収容部)の外径が3.0〜4.4mmとさ
れるとともに、発熱コイル収容部の内径をD2、発熱コ
イルの外径をd1としたときに、両者の半径差CG=
(D2−d1)/2が0.1〜0.8mmの範囲にて調整
されていることを特徴とする。
Next, a second configuration of the glow plug of the present invention includes a sheath tube having a closed distal end, and a heating coil disposed at the distal end in the sheath tube. When the outer diameter of the housing part (heating coil housing part) is 3.0 to 4.4 mm and the inner diameter of the heating coil housing part is D2 and the outer diameter of the heating coil is d1, Radius difference CG =
(D2-d1) / 2 is adjusted in the range of 0.1 to 0.8 mm.

【0009】上記第二の構成では、該CGを、0.1〜
0.8mmの範囲にて調整することで、シーズチューブ
が小径化しているにもかかわらず発熱コイルとシーズチ
ューブとの間の短絡を生じにくくすることができる。C
Gが0.1mm未満になると、発熱コイル収容部の内面
と発熱コイル外面との間で短絡を生じやすくなるほか、
発熱性能の劣化を招く場合もある。他方、CGが0.8
mmを超えると、例えばシーズチューブ内に発熱コイル
及び制御コイルを絶縁材料(例えばマグネシア粉末)と
ともに封入し、さらに鍛造加工によりこれを縮径してグ
ロープラグを製造する際に、コイルがシーズチューブ内
にて蛇行しやすくなり、同様に短絡を生じやすくなる。
なお、CGの値は、望ましくは0.2〜0.6mmの範
囲にて調整するのがよい。
[0009] In the second configuration, the CG is set to 0.1 to
By adjusting the diameter within the range of 0.8 mm, short-circuiting between the heating coil and the sheathed tube can be suppressed even though the sheathed tube is reduced in diameter. C
When G is less than 0.1 mm, a short circuit easily occurs between the inner surface of the heating coil housing and the outer surface of the heating coil.
Heat generation performance may be degraded. On the other hand, CG is 0.8
If the diameter exceeds mm, for example, the heating coil and the control coil are sealed together with an insulating material (for example, magnesia powder) in a sheath tube, and further reduced in diameter by forging to produce a glow plug. , It is easy to meander, and a short circuit is also likely to occur.
Note that the value of CG is desirably adjusted in the range of 0.2 to 0.6 mm.

【0010】この第二の構成に前記第一の構成を組み合
わせると、上記短絡防止の効果に加え、シーズチューブ
の強度が向上する、あるいは発熱性能が確保しやすいと
いった効果も合わせて達成されるのでさらに望ましい。
When the first configuration is combined with the second configuration, in addition to the effect of preventing the short circuit, the effect of improving the strength of the sheathed tube or easily securing the heat generation performance can be achieved. More desirable.

【0011】なお、上記第一及び第二の構成のいずれに
おいても、シーズチューブの発熱コイル収容部の外径が
3.0mm未満になると、発熱コイルの外径が小さくな
り過ぎ、十分な発熱性能が得られなくなるので、該外径
は3.0mm以上の範囲で設定する。
In any of the above first and second configurations, if the outer diameter of the heat generating coil accommodating portion of the sheath tube is less than 3.0 mm, the outer diameter of the heat generating coil becomes too small, and sufficient heat generating performance is obtained. Is not obtained, so the outer diameter is set within a range of 3.0 mm or more.

【0012】また、発熱コイルの外径d1は、1.5〜
3.0mmとするのがよい。該外径d1が1.5mm未
満になると、必要な発熱性能が得られなくなる場合があ
る。他方、3.0mmを超えると、シーズチューブの発
熱コイル収容部の外径が4.4mm以下に制限されてい
る関係上、その肉厚tが小さくなり過ぎ、強度が不足す
る不具合につながる。また、上記発熱コイルの外径d1
と発熱コイル収容部の内径D2との比d1/D2は0.5
〜0.8の範囲で調整されているのがよい。d1/D2が
0.8を超えると、発熱性能の低下を招く場合があるほ
か、発熱コイル収容部の内面と発熱コイルの外面との間
で短絡を生じやすくなる。また、d1/D2が0.5未満
になると、コイルがシーズチューブ内にて蛇行しやすく
なり、同様に短絡を生じやすくなる。
The outer diameter d1 of the heating coil is 1.5 to
It is good to be 3.0 mm. If the outer diameter d1 is less than 1.5 mm, required heat generation performance may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 3.0 mm, the outer diameter of the heating coil accommodating portion of the sheathed tube is limited to 4.4 mm or less, so that the thickness t becomes too small, leading to a problem of insufficient strength. Also, the outer diameter d1 of the heating coil
And the ratio d1 / D2 of the inner diameter D2 to the inner diameter D2 of the heating coil housing portion is 0.5.
It is preferred that the adjustment be made in the range of -0.8. When d1 / D2 exceeds 0.8, the heat generation performance may be reduced, and a short circuit may easily occur between the inner surface of the heat coil housing and the outer surface of the heat coil. On the other hand, when d1 / D2 is less than 0.5, the coil is likely to meander in the sheath tube, and similarly, a short circuit is likely to occur.

【0013】なお、シーズチューブは、例えばステンレ
ス鋼、鉄基耐熱合金及びNi基耐熱合金のいずれかによ
り構成することができる。例えばグロープラグとしてシ
ーズヒータを使用する場合、エンジン燃焼室内にて高温
のガス流に直接さらされるシーズチューブをこれら材質
にて構成することにより、その耐久性を向上させること
ができる。ステンレス鋼としては、各種オーステナイト
系ステンレス鋼が、耐食性が特に良好であるので本発明
に好適に使用できる。
The sheath tube can be made of, for example, any of stainless steel, iron-based heat-resistant alloy, and Ni-based heat-resistant alloy. For example, when a sheathed heater is used as a glow plug, the durability of the sheathed tube which is directly exposed to a high-temperature gas flow in the engine combustion chamber can be improved by using these materials. As the stainless steel, various austenitic stainless steels having particularly good corrosion resistance can be suitably used in the present invention.

【0014】この場合の、特に耐熱性が要求される場合
にはNi基耐熱合金、例えばInconel601(Inconelは商
標名)等のNi基超耐熱合金を好適に使用できる。ま
た、高速インジェクション型ディーゼルエンジンのよう
に、スワール流速の大きい環境下で使用する場合におい
ては、高温ガス流による酸化消耗を抑制するため、オー
ステナイト系ステンレス鋼のうちでも特にNi含有量の
高い組成を有するもの(例えばSUS310S)や、こ
れと類似の組成を有するオーステナイト系耐熱鋼(例え
ばSUH309、SUH310、SUH330など)を
好適に使用できる。
In this case, particularly when heat resistance is required, a Ni-based heat-resistant alloy, for example, a Ni-based super heat-resistant alloy such as Inconel601 (Inconel is a trade name) can be suitably used. In addition, when used in an environment with a high swirl flow rate, such as a high-speed injection type diesel engine, a composition having a particularly high Ni content among austenitic stainless steels is used to suppress oxidative consumption due to a high-temperature gas flow. (For example, SUS310S) or an austenitic heat-resistant steel having a similar composition (for example, SUH309, SUH310, SUH330, etc.) can be preferably used.

【0015】また、発熱コイルの材質は、公知のグロー
プラグと同様の材質、例えば鉄−クロム系合金(例えば
鉄を主体としてクロムを13〜30重量%含有する合
金)、ニッケル−クロム合金(例えばニッケルを主体と
してクロムを8〜22重量%含有する合金)等を使用で
きる。他方、制御コイルの材質としては、上記発熱コイ
ルの材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質が用
いられ、例えばコバルト−鉄合金(コバルトを主体とし
て鉄を6〜18重量%程度含有するもの)が、耐久性に
優れているので本発明に好適に使用できるが、このほ
か、ニッケルメッキ鉄線やニッケル線等も使用できる。
The material of the heat generating coil is the same as that of a known glow plug, for example, an iron-chromium alloy (for example, an alloy mainly containing iron and containing 13 to 30% by weight of chromium), a nickel-chromium alloy (for example, Alloys mainly containing nickel and containing 8 to 22% by weight of chromium). On the other hand, as the material of the control coil, a material having a larger temperature coefficient of electrical resistivity than the material of the heating coil is used. For example, a cobalt-iron alloy (a material mainly containing cobalt and containing about 6 to 18% by weight of iron) is used. ) Is excellent in durability and thus can be suitably used in the present invention. In addition, nickel-plated iron wires and nickel wires can also be used.

【0016】そして、発熱コイルと制御コイルとは、適
宜の材質、線径及びコイル長の選択により、発熱コイル
の電気抵抗値をRH、同じく制御コイルの電気抵抗値を
RCとして、室温での電気抵抗比(RH/RC)RTの値が
1以上となり、かつ800℃での電気抵抗比(RH/R
C)800の値が0.1〜0.4となるように調整するのが
よい。(RH/RC)RTの値が1未満になると、ヒータの
速熱性が十分に確保できなくなる場合がある。他方、
(RH/RC)800の値が0.1未満になると、制御コイ
ルによる通電制御が過剰となり、発熱コイルが十分に発
熱できなくなる場合がある。また、(RH/RC)800が
0.4を超えると、制御コイルによる通電制御効果が不
十分となり、発熱コイルの過昇が生じやすくなる。
The heating coil and the control coil are electrically connected at room temperature by setting the electric resistance of the heating coil to RH and the electric resistance of the control coil to RC by selecting appropriate materials, wire diameters and coil lengths. The value of the resistance ratio (RH / RC) RT becomes 1 or more, and the electric resistance ratio (RH / R) at 800 ° C.
C) It is preferable to adjust the value of 800 to be 0.1 to 0.4. If the value of (RH / RC) RT is less than 1, the rapid heating property of the heater may not be sufficiently secured. On the other hand,
When the value of (RH / RC) 800 is less than 0.1, the power supply control by the control coil becomes excessive, and the heat generating coil may not be able to generate heat sufficiently. On the other hand, when (RH / RC) 800 exceeds 0.4, the power supply control effect of the control coil becomes insufficient, and the heating coil tends to be excessively raised.

【0017】次に、シーズチューブの主体金具からの突
出部長さは24〜50mmとするのがよい。突出部長さ
が24mm未満になると、該突出部内における発熱コイ
ルと制御コイルとの収容スペースが不十分となり、ひい
ては所期の昇温特性(あるいは発熱性能)を得るのに必
要なコイル長を確保できなくなる場合がある。他方、該
長さが50mmを超えると、シーズチューブ径が細径で
あるため突出部の強度が不足し、衝撃等が加わった場合
に折損等を生じやすくなる。なお、該突出長さは、望ま
しくは28〜40mmとするのがよい。
Next, the length of the projecting portion of the sheath tube from the metal shell is preferably set to 24 to 50 mm. If the length of the protruding portion is less than 24 mm, the space for accommodating the heating coil and the control coil in the protruding portion becomes insufficient, and the coil length necessary for obtaining the desired temperature rise characteristics (or heat generation performance) can be secured. May disappear. On the other hand, when the length exceeds 50 mm, the sheath tube diameter is small, so the strength of the protruding portion is insufficient, and breakage or the like is likely to occur when an impact or the like is applied. The length of the protrusion is desirably 28 to 40 mm.

【0018】なお、上記グロープラグにおいては、シー
ズチューブ内に配置された抵抗線コイル(発熱コイルあ
るいは発熱コイルと制御コイル)に対し、該シーズチュ
ーブに基端側から挿入された通電端子軸を介して通電を
行うのが一般的である。この場合、その通電端子軸の先
端を抵抗線コイルの後端に接続するとともに、その通電
端子軸の先端を主体金具端面から突出して位置させるこ
とができる。例えば、シーズチューブの突出部に横方向
の力が作用した場合、主体金具の開口内縁部との当接位
置に強い曲げ力が集中しやすくなる。そこで、通電端子
軸の先端を主体金具端面から突出させることで、シーズ
チューブの上記当接部分が補強され、曲げに対する強度
が向上する。この場合、曲げ力が作用したときのシーズ
チューブへの力の集中位置は、むしろ通電端子軸の先端
位置付近となるから、該位置からシーズチューブの先端
までの長さを24〜50mm、望ましくは24〜42m
mとするのがよい。
In the glow plug, a resistance wire coil (a heating coil or a heating coil and a control coil) disposed in the sheath tube is connected to the sheath tube via an energizing terminal shaft inserted from the base end side of the sheath tube. It is common to energize the battery. In this case, the tip of the energization terminal shaft can be connected to the rear end of the resistance wire coil, and the end of the energization terminal shaft can be positioned so as to protrude from the end face of the metal shell. For example, when a lateral force acts on the projecting portion of the sheath tube, a strong bending force tends to concentrate on the contact position with the inner edge of the opening of the metal shell. Therefore, by projecting the end of the current-carrying terminal shaft from the end face of the metal shell, the contact portion of the sheath tube is reinforced, and the bending strength is improved. In this case, since the concentration position of the force on the sheath tube when the bending force is applied is rather near the front end position of the conducting terminal shaft, the length from this position to the front end of the sheath tube is 24 to 50 mm, desirably. 24-42m
m.

【0019】次に、上記グロープラグにおいては、シー
ズチューブの外径が小さくなると、主体金具へのその組
付け性が悪くなる場合がある。この場合、主体金具の、
シーズチューブが配置される孔部の内径を、該シーズチ
ューブの主体金具からの突出部よりも大径に形成し、シ
ーズチューブの基端部を上記主体金具の孔部内径に対応
する寸法となるように拡径し、その拡径部にて主体金具
の孔部内にろう付け、溶接及び圧入のいずれかにより接
合する構成とするこができる。シーズチューブの基端部
を拡径して、この拡径部において主体金具に接合するよ
うにすることで、上記組付け性を向上させることができ
る。
Next, in the glow plug, when the outer diameter of the sheath tube is reduced, the assembling property to the metal shell may be deteriorated. In this case,
The inner diameter of the hole in which the sheath tube is disposed is formed to be larger than the protrusion of the sheath tube from the metal shell, and the base end of the sheath tube has dimensions corresponding to the hole inner diameter of the metal shell. The diameter can be expanded as described above, and the expanded portion can be joined to the hole of the metal shell by any of brazing, welding, and press fitting. The above-described assemblability can be improved by increasing the diameter of the base end of the sheath tube and joining it to the metal shell at this enlarged diameter portion.

【0020】上記グロープラグは、シーズチューブ内に
おいて軸線方向に複数の抵抗線コイルが配置され、その
抵抗線コイルは、シーズチューブ内において、その先端
側に配置される発熱コイルと、その発熱コイルの後方側
にこれと直列接続されるとともに、該発熱コイルからの
発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コ
イルに対する通電を制御する制御コイルとを含むものと
して構成することができる。
In the glow plug, a plurality of resistance wire coils are arranged in the sheath tube in the axial direction, and the resistance wire coil is formed in the sheath tube at a heating coil disposed at a tip end thereof and a heating coil of the heating coil. A control coil connected to the rear side in series with the coil and receiving heat from the heat generating coil to increase the electric resistance value and control energization of the heat generating coil can be included.

【0021】グロープラグにおけるヒータ昇温性能に対
しては、エンジンの始動性を向上させるためになるべく
短時間で飽和温度に到達する、いわゆる速熱性が要求さ
れることが多い。一法として、通電初期において発熱コ
イルに大電流を通じることにより昇温速度を高めること
が考えられるが、コイル温度が過昇しやすくなり、コイ
ルの断線やシーズチューブの溶損といったトラブルにつ
ながる問題がある。上記構造のグロープラグにおいて
は、通電初期においては制御コイルの温度が低く電気抵
抗値が小さいため、発熱コイルには比較的大きな電流が
流れてこれを急速昇温させる。そして、発熱コイルの温
度が上昇すると、その発熱により制御コイルが加熱され
て電気抵抗値が増大し、発熱コイルへの通電電流値が減
少する。これにより、ヒータの昇温特性は、通電初期に
急速昇温した後、以降は制御コイルの働きにより通電電
流が抑制されて温度が飽和する形となるので、速熱性を
高めつつコイル温度の過昇も生じにくくすることができ
る。
For the heater temperature rise performance of the glow plug, a so-called fast heat property that reaches the saturation temperature in as short a time as possible is often required to improve the startability of the engine. One method is to increase the temperature rise rate by passing a large current through the heating coil at the beginning of energization.However, the coil temperature tends to rise excessively, leading to troubles such as coil disconnection and sheath tube erosion. There is. In the glow plug having the above structure, since the temperature of the control coil is low and the electric resistance value is small in the initial stage of energization, a relatively large current flows through the heating coil to rapidly raise the temperature. Then, when the temperature of the heating coil rises, the control coil is heated by the heat generation, the electric resistance value increases, and the value of the current supplied to the heating coil decreases. As a result, the temperature rise characteristic of the heater is such that after the temperature rises rapidly in the early stage of energization, the energizing current is suppressed by the action of the control coil and the temperature becomes saturated. Ascent can also be suppressed.

【0022】上記本発明のグロープラグは、車両用ディ
ーゼルエンジンのグロープラグとして使用する場合は、
通電初期にピーク温度TPを有して該ピーク温度TP以下
で飽和する昇温特性(以下、これを過昇防止型昇温特性
という)を有していることが望ましい。すなわち、車両
等においてはグロープラグの電源としてバッテリーが使
用される。この場合、グロープラグは、常に一定のバッ
テリー電圧(例えば12V)にて通電されるのではな
く、通常はこれにオルタネータ等からの重畳電圧が加わ
り、バッテリー電圧よりも高圧側(例えば最大14V程
度)に変動した形で通電されることのほうが多い。この
場合、昇温特性が上記のようなものとなっていること
で、ヒータの過昇を効果的に防止することができる。
When the glow plug of the present invention is used as a glow plug of a vehicle diesel engine,
It is desirable to have a temperature rising characteristic which has a peak temperature TP at the beginning of energization and saturates below the peak temperature TP (hereinafter, this is referred to as an excessively rising prevention type temperature rising characteristic). That is, in a vehicle or the like, a battery is used as a power supply for the glow plug. In this case, the glow plug is not always energized with a constant battery voltage (for example, 12 V), but normally a superimposed voltage from an alternator or the like is applied to the glow plug, and the glow plug has a higher voltage side (for example, about 14 V at maximum) than the battery voltage. It is more likely to be energized in a fluctuating form. In this case, since the temperature rise characteristics are as described above, it is possible to effectively prevent the heater from excessively rising.

【0023】また、制御コイルは、発熱コイルの後端に
対し、該発熱コイルの巻線ピッチよりも大きいコイル間
ギャップを隔てた形でこれに直結することができる。こ
の場合、該コイル間ギャップの大きさは0.8〜3mm
に調整するのがよい。コイル間ギャップの大きさが3m
mを超えると、発熱コイルによる制御コイルの加熱が進
みにくくなり、発熱コイルが過昇しやすくなる。他方、
コイル間ギャップの大きさが0.8mm未満になると、
制御コイルの抵抗値が急激に大きくなり過ぎて速熱性が
確保されなかったり、飽和温度が低くなり過ぎて十分な
発熱性能が得られなくなったりする場合がある。なお、
上記コイル間ギャップの大きさは、より望ましくは1〜
2mmに調整するのがよい。なお、本発明においてコイ
ル間ギャップは、発熱コイルと制御コイルとの接続点か
ら発熱コイルに沿って半巻分移動した位置と、同じく制
御コイル側に半巻分移動した位置との間の、コイル軸線
方向における距離として定義する。
Also, the control coil can be directly connected to the rear end of the heat generating coil with a coil gap larger than the winding pitch of the heat generating coil. In this case, the size of the gap between the coils is 0.8 to 3 mm.
It is good to adjust. 3m gap between coils
If m is exceeded, the heating of the control coil by the heating coil becomes difficult to progress, and the heating coil easily rises excessively. On the other hand,
When the size of the gap between the coils becomes less than 0.8 mm,
In some cases, the resistance value of the control coil becomes too large to secure the rapid heating property, or the saturation temperature becomes too low to obtain sufficient heat generation performance. In addition,
The size of the gap between the coils is more desirably 1 to 1.
It is better to adjust to 2 mm. In the present invention, the gap between the coils is a coil between a position moved by a half turn along the heating coil from a connection point of the heating coil and the control coil and a position moved by a half turn toward the control coil similarly. Defined as the distance in the axial direction.

【0024】次に、本発明のグロープラグは、速熱性の
要求を満足するために、室温において通電電圧11Vに
て昇温特性を測定したときに、ピーク温度TPが800
℃以上であり、かつそのピーク温度TPに到達する途上
において800℃に到達するまでの通電時間t800が8
秒以下(望ましくは5秒以下)となっていることが望ま
しい。
Next, the glow plug of the present invention has a peak temperature TP of 800 when the temperature rise characteristic is measured at room temperature with an applied voltage of 11 V in order to satisfy the requirement of quick heat property.
C. or higher, and the energization time t800 until reaching 800 ° C. on the way to the peak temperature TP is 8
It is desirably less than seconds (preferably less than 5 seconds).

【0025】また、上記グロープラグにおいては、室温
において通電電圧11Vにて上記昇温特性を測定したと
きに、そのピーク温度TPと通電開始から60秒後の温
度(以下、60秒後温度という)TSとの差TP−TSが
50〜200℃となっていることが望ましい。TP−TS
が50℃未満になると、通電電圧が高くなる方向に変動
した場合、ヒータの過昇を招きやすくなる。他方、TP
−TSが200℃を超えると飽和温度が低くなり過ぎ、
必要な発熱性能が確保できなくなる。TP−TSは、望ま
しくは80〜150℃となっているのがよい。
In the glow plug, when the temperature rise characteristic is measured at room temperature at an energizing voltage of 11 V, the peak temperature TP and the temperature 60 seconds after the start of energization (hereinafter referred to as the temperature after 60 seconds). It is desirable that the difference TP−TS from TS be 50 to 200 ° C. TP-TS
Is less than 50 ° C., the heater tends to be overheated when the energization voltage fluctuates in a higher direction. On the other hand, TP
If -TS exceeds 200 ° C, the saturation temperature becomes too low,
Necessary heat generation performance cannot be secured. TP−TS is desirably 80 to 150 ° C.

【0026】上記ピーク温度TPは、900〜1150
℃となっているのがよい。ピーク温度TPが900℃未
満になると発熱が不十分となり、エンジン予熱等の機能
が十分に果たされなくなる場合がある。他方、ピーク温
度TPが1150℃を超えると、発熱が大きくなり過
ぎ、発熱コイルの寿命低下を招く場合がある。なお、ピ
ーク温度TPは、望ましくは80〜150℃となってい
るのがよい。
The peak temperature TP is 900 to 1150
The temperature should be in ° C. If the peak temperature TP is less than 900 ° C., heat generation becomes insufficient, and functions such as engine preheating may not be sufficiently performed. On the other hand, when the peak temperature TP exceeds 1150 ° C., the heat generation becomes excessively large, which may cause a reduction in the life of the heat generating coil. The peak temperature TP is desirably 80 to 150 ° C.

【0027】[0027]

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

【0028】図1に示すように、シーズチューブ11
の、発熱コイル21及び制御コイル23を収容している
本体部11aは、先端側が主体金具3から突出して突出
部を形成している。この本体部11aは、外径D1がほ
ぼ一様な円筒状(ただし、先端部は丸められている)に
形成されており、該D1が3.0〜4.4mm(望まし
くは3.5〜4.0mm)とされている。ここで、発熱
コイル21はその先端においてシーズチューブ11と導
通しているが、発熱コイル21及び制御コイル23の外
周面とシーズチューブ11の内周面とは、マグネシア粉
末の介在により絶縁された状態となっている。
As shown in FIG.
The main body portion 11a accommodating the heating coil 21 and the control coil 23 has a front end protruding from the metal shell 3 to form a protruding portion. The main body 11a is formed in a cylindrical shape having a substantially uniform outer diameter D1 (the tip is rounded), and the diameter D1 is 3.0 to 4.4 mm (preferably 3.5 to 4.4 mm). 4.0 mm). Here, the heat generating coil 21 is electrically connected to the sheath tube 11 at its tip, but the outer peripheral surfaces of the heat coil 21 and the control coil 23 and the inner peripheral surface of the sheath tube 11 are insulated by the interposition of magnesia powder. It has become.

【0029】図2において、発熱コイル21は、例えば
その20℃での電気比抵抗ρ20が80〜180μΩ・c
m、800℃での電気比抵抗をρ800として、ρ800/ρ
20が0.9〜1.2程度の材料、具体的には鉄−クロム
合金線あるいはニッケル−クロム合金線等により構成さ
れている。そのコイルの線径kは0.15〜0.4m
m、コイル長CL1は5〜12mm、コイル外径d1は
1.5〜3.0mm、巻線ピッチPは0.2〜0.8m
m、巻線ターン数Nは8〜15である。
In FIG. 2, the heating coil 21 has, for example, an electric resistivity ρ20 at 20 ° C. of 80 to 180 μΩ · c.
m, the electrical resistivity at 800 ° C. is ρ800, and ρ800 / ρ
20 is about 0.9 to 1.2, specifically, an iron-chromium alloy wire or a nickel-chromium alloy wire. The wire diameter k of the coil is 0.15 to 0.4 m
m, coil length CL1 is 5 to 12 mm, coil outer diameter d1 is 1.5 to 3.0 mm, and winding pitch P is 0.2 to 0.8 m
m and the number of winding turns N are 8 to 15.

【0030】また、制御コイル23は、例えばその20
℃での電気比抵抗ρ20が5〜25μΩ・cm、800℃
での電気比抵抗をρ800として、ρ800/ρ20が7〜12
程度の材料、具体的には鉄−クロム合金線あるいはニッ
ケル−クロム合金線等により構成されている。そのコイ
ルの線径kは0.17〜0.3mm、コイル長CL2は
10〜32mm、コイル外径d1は1.5〜3.0m
m、巻線ピッチPは0.2〜0.8mm、巻線ターン数
Nは25〜40である。
The control coil 23 is, for example,
Electrical resistivity ρ20 at 5 ° C is 5 to 25 μΩcm, 800 ° C
Where ρ800 / ρ20 is 7 to 12, where
It is made of a material of a certain degree, specifically, an iron-chromium alloy wire or a nickel-chromium alloy wire. The wire diameter k of the coil is 0.17 to 0.3 mm, the coil length CL2 is 10 to 32 mm, and the coil outer diameter d1 is 1.5 to 3.0 m.
m, the winding pitch P is 0.2 to 0.8 mm, and the number of winding turns N is 25 to 40.

【0031】また、発熱コイル21と制御コイル23と
は、発熱コイルの電気抵抗値をRH、同じく制御コイル
の電気抵抗値をRCとして、室温での電気抵抗比(RH/
RC)RTの値が1以上となり、かつ800℃での電気抵
抗比(RH/RC)800の値が0.1〜0.4となるよう
に調整されている。これら発熱コイル21及び制御コイ
ル23の間には、発熱コイル21の巻線ピッチよりも大
きいコイル間ギャップ25が形成されている。このコイ
ル間ギャップ25の大きさJLは、0.8〜3mm、望
ましくは1〜2mmの範囲で調整される。また、これを
発熱コイル21の巻線ピッチPにて捉えた場合は、0.
2〜0.8ピッチ(望ましくは0.3〜0.6ピッチ)
の範囲で調整される。
The heating coil 21 and the control coil 23 have an electric resistance ratio (RH / RH) at room temperature, where RH is the electric resistance of the heating coil and RC is the electric resistance of the control coil.
(RC) RT is adjusted to be 1 or more, and the electric resistance ratio (RH / RC) 800 at 800 ° C. is adjusted to be 0.1 to 0.4. Between the heating coil 21 and the control coil 23, an inter-coil gap 25 larger than the winding pitch of the heating coil 21 is formed. The size JL of the gap 25 between the coils is adjusted in the range of 0.8 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm. In addition, when this is taken in terms of the winding pitch P of the heating coil 21, a value of 0.
2 to 0.8 pitch (preferably 0.3 to 0.6 pitch)
Is adjusted within the range.

【0032】次に、シーズチューブ11は、前述の本体
部11aと基端側においてこれよりも大径に形成された
拡径部11bとを有している。そして、その本体部11
aの肉厚tは0.3〜0.75mm(望ましくは0.4
5〜0.6mm)であり、かつt/D1の値が0.08
〜0.2(望ましくは0.11〜0.17mm)となっ
ている。また、本体部11aの内径をD2、発熱コイル
21及び制御コイル23の外径をd1としたときの、そ
れらの半径差CG=(D2−d1)/2の値は、0.1〜
0.8mm(望ましくは0.2〜0.6mm)とされて
いる。さらに、上記コイル21,23の外径d1と本体
部11aの内径D2との比d1/D2は0.5〜0.8
(望ましくは0.6〜0.7)とされている。
Next, the sheath tube 11 has the above-described main body 11a and an enlarged-diameter portion 11b formed on the base end side with a larger diameter. And the main body 11
The thickness t of a is 0.3 to 0.75 mm (preferably 0.4 mm).
5 to 0.6 mm) and the value of t / D1 is 0.08
To 0.2 (preferably 0.11 to 0.17 mm). When the inner diameter of the main body 11a is D2 and the outer diameters of the heating coil 21 and the control coil 23 are d1, the value of the difference CG = (D2-d1) / 2 between 0.1 and 0.1 is 0.1 to
0.8 mm (preferably 0.2 to 0.6 mm). Further, the ratio d1 / D2 of the outer diameter d1 of the coils 21 and 23 to the inner diameter D2 of the main body 11a is 0.5 to 0.8.
(Preferably 0.6 to 0.7).

【0033】シーズチューブ11には、基端側から棒状
の通電端子軸13が挿入され、その先端が制御コイル2
3の後端に溶接等により接続されている。他方、図1に
示すように、該通電端子軸13の後端部には雄ねじ部1
3aが形成されている。
A rod-shaped current-carrying terminal shaft 13 is inserted into the sheath tube 11 from the base end side, and its distal end is connected to the control coil 2.
3 is connected to the rear end by welding or the like. On the other hand, as shown in FIG.
3a are formed.

【0034】このようなシーズヒータ2の構造は、例え
ば次のようにして製造することができる。すなわち、図
3(b)に示すように、最終寸法よりも加工代分だけ大
径に形成されたシーズチューブ11’内に、発熱コイル
及び制御コイルをマグネシア粉末とともに封入し、この
状態でシーズチューブ11’に回転鍛造加工(スエージ
加工)を施すことにより、本体部11aと拡径部11b
とを形成する。
The structure of the sheathed heater 2 can be manufactured, for example, as follows. That is, as shown in FIG. 3B, a heating coil and a control coil are sealed together with magnesia powder in a sheath tube 11 'formed to have a diameter larger than the final dimension by a processing allowance. By subjecting 11 ′ to rotational forging (swaging), the main body 11a and the enlarged diameter portion 11b are formed.
And are formed.

【0035】上記スエージ加工は、例えば図3(a)に
示すスエージングマシン70を用いて行うことができ
る。該スエージングマシン70においては、シーズチュ
ーブ11’を取り囲むように配置された複数のダイス7
3がそれぞれ対応するハンマ72によって支えられてお
り、それらが回転主軸74内に配置されて一体的に回転
させられる。この回転主軸74は、焼き入れ鋼等で構成
された複数のローラ71を有するケージ75の内側で回
転するようになっており、回転主軸74とともに回転し
ながらハンマ72がローラ71の位置にくると、ダイス
73が圧縮され、ハンマ72が隣接するローラ71,7
1の間にくるとダイス73は遠心力によって開く。従っ
て、回転主軸74の回転数を一定以上に上げれば、ダイ
ス73による圧縮加工を何度も繰り返すことができる。
The swaging can be performed, for example, using a swaging machine 70 shown in FIG. In the swaging machine 70, a plurality of dies 7 arranged so as to surround the sheath tube 11 'are provided.
3 are supported by respective hammers 72, which are arranged in a rotating main shaft 74 and are integrally rotated. The rotating main shaft 74 rotates inside a cage 75 having a plurality of rollers 71 made of hardened steel or the like. When the hammer 72 comes to the position of the roller 71 while rotating with the rotating main shaft 74. , The die 73 is compressed and the hammer 72 is adjacent to the rollers 71, 7.
When the distance is between 1, the die 73 is opened by centrifugal force. Therefore, if the rotation speed of the rotating main shaft 74 is increased to a certain value or more, the compression processing by the die 73 can be repeated many times.

【0036】次に、主体金具3は、図1に示すように、
軸方向の貫通孔4を有する筒状に形成され、ここにシー
ズヒータ2が、一方の開口端からシーズチューブ11の
先端側を所定長突出させた状態で挿入・固定されてい
る。該主体金具3の外周面には、グロープラグ1をディ
ーゼルエンジンに取り付けるに際して、トルクレンチ等
の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部9
が形成されており、これに続く形で取付け用のねじ部7
が形成されている。
Next, the metal shell 3 is, as shown in FIG.
The sheathed heater 2 is formed in a cylindrical shape having an axial through-hole 4, and the sheathed heater 2 is inserted and fixed in such a manner that the distal end side of the sheathed tube 11 protrudes from an opening end by a predetermined length. A hexagonal cross-section tool engaging portion 9 for engaging a tool such as a torque wrench when attaching the glow plug 1 to a diesel engine is mounted on the outer peripheral surface of the metal shell 3.
Are formed, and a screw portion 7 for mounting is
Are formed.

【0037】主体金具3の貫通孔4は、シーズチューブ
11が突出する開口側に位置する大径部4bと、これに
続く小径部4aとを備え、この小径部4aにシーズチュ
ーブ11bの基端側に形成された大径部11bが圧入さ
れ、固定されている。他方、貫通孔4の反対側の開口部
には座ぐり部3aが形成され、ここに、通電端子軸13
に外装されたゴム製のOリング15と絶縁ブッシュ(例
えばナイロン製のもの)16とが嵌め込まれている。そ
して、そのさらに後方側において通電端子軸13には、
絶縁ブッシュ16の脱落を防止するための押さえリング
17が装着されている。該押さえリング17は、外周面
に形成された加締め部17aにより通電端子軸13に固
定されるとともに、通電端子軸13の対応する表面に
は、加締め結合力を高めるためのローレット部13bが
形成されている。なお、19は、通電用のケーブルを通
電端子軸13に固定するためのナットである。
The through hole 4 of the metal shell 3 has a large-diameter portion 4b located on the opening side from which the sheath tube 11 protrudes, and a small-diameter portion 4a following the large-diameter portion 4a. The large-diameter portion 11b formed on the side is press-fitted and fixed. On the other hand, a counterbore 3a is formed in the opening on the opposite side of the through hole 4, and the current-carrying terminal shaft 13
An O-ring 15 made of rubber and an insulating bush (for example, made of nylon) 16 are fitted. Further, on the further rear side, the energizing terminal shaft 13 includes:
A retaining ring 17 for preventing the insulating bush 16 from falling off is mounted. The pressing ring 17 is fixed to the energizing terminal shaft 13 by a caulking portion 17a formed on the outer peripheral surface, and a knurl portion 13b for increasing a caulking coupling force is provided on a corresponding surface of the energizing terminal shaft 13. Is formed. Reference numeral 19 denotes a nut for fixing the power supply cable to the power supply terminal shaft 13.

【0038】シーズチューブ11の、主体金具3からの
突出長L2は24〜50mm(望ましくは28〜40m
m)に調整されている。また、図2に示すように、通電
端子軸13の先端位置は主体金具3の開口端面とほぼ一
致している。
The projecting length L2 of the sheath tube 11 from the metal shell 3 is 24 to 50 mm (preferably 28 to 40 m).
m). As shown in FIG. 2, the position of the leading end of the energizing terminal shaft 13 substantially coincides with the opening end surface of the metal shell 3.

【0039】以下、図1のグロープラグ1の各部の寸法
等を具体的に例示する(図2も参照)。 ・全長L1=145mm。 (発熱コイル21) ・材質:鉄−クロム合金(組成:Al=7.5重量%;
Cr=26重量%;Fe=残部、ρ20=160μΩ・c
m、ρ800/ρ20=1.0)。 ・寸法:k=0.22mm、CL1=10mm、d1=
1.7mm、P=1.0mm、N=10。コイル全体の
20℃での電気抵抗値RHは1Ω。 (制御コイル23) ・材質:コバルト−鉄合金(組成:Fe=8重量%;C
o=残部、ρ20=8μΩ ・cm、ρ800/ρ20=9.8、800℃まで抵抗値は
温度上昇とともに下に凸に上昇する)。 ・寸法:k=0.2mm、CL2=15mm、d1=1.
7mm、P=0.5mm、N=30。コイル全体の室温
での電気抵抗値RCは0.33Ω。
Hereinafter, the dimensions and the like of each part of the glow plug 1 of FIG. 1 will be specifically exemplified (see also FIG. 2).・ L1 = 145mm. (Heating coil 21) Material: iron-chromium alloy (composition: Al = 7.5% by weight;
Cr = 26% by weight; Fe = remainder, ρ20 = 160 μΩ · c
m, ρ800 / ρ20 = 1.0).・ Dimensions: k = 0.22mm, CL1 = 10mm, d1 =
1.7 mm, P = 1.0 mm, N = 10. The electrical resistance RH at 20 ° C. of the entire coil is 1Ω. (Control coil 23) Material: cobalt-iron alloy (composition: Fe = 8% by weight; C
o = remainder, ρ20 = 8 μΩ · cm, ρ800 / ρ20 = 9.8, and the resistance value rises convexly with increasing temperature up to 800 ° C.). Dimensions: k = 0.2 mm, CL2 = 15 mm, d1 = 1.
7 mm, P = 0.5 mm, N = 30. The electrical resistance value RC at room temperature of the entire coil is 0.33Ω.

【0040】・(RH/RC)RT:3。 ・(RH/RC)800:0.3。 (コイル間ギャップ25) ・JL:2mm。(RH / RC) RT: 3. -(RH / RC) 800: 0.3. (Coil gap 25) JL: 2 mm.

【0041】(シーズチューブ11) ・材質:SUS310S。 ・寸法:D1=3.5mm、t=0.5mm、t/D1=
0.14mm、CG=0.4mm、拡径部の外径D3=
4.4mm、L2=36mm。
(Seed tube 11) Material: SUS310S.・ Dimensions: D1 = 3.5 mm, t = 0.5 mm, t / D1 =
0.14 mm, CG = 0.4 mm, outer diameter D3 =
4.4 mm, L2 = 36 mm.

【0042】(主体金具3) ・材質:機械構造用炭素鋼(S45C)。 ・寸法:ねじ部7よりも先端側に位置する部分(以下、
主要部という)5の長さL3=53mm、主要部の外径
D4=8.2mm、ねじ部7の長さL4=27mm、ねじ
部7の外径D5=10mm。
(Metal fitting 3) Material: Carbon steel for machine structure (S45C). -Dimensions: The part located on the tip side from the thread part 7 (hereinafter, referred to as
The length L3 of the main part 5 is 53 mm, the outer diameter D4 of the main part is 8.2 mm, the length L4 of the screw part 7 is 27 mm, and the outer diameter D5 of the screw part 7 is 10 mm.

【0043】以下、図1のグロープラグ1の作用につい
て説明する。グロープラグ1は、主体金具3のねじ部7
においてディーゼルエンジンのシリンダブロックに取り
付けられる。これにより、発熱コイル21及び制御コイ
ル23が収容されたシーズチューブ11の先端部は、エ
ンジンの燃焼室(あるいは副燃焼室)内に位置決めされ
る。この状態で、通電端子軸13に車載のバッテリーを
電源として電圧を印加すると、通電端子軸13→制御コ
イル23→発熱コイル21→シーズチューブ11→主体
金具5→(エンジンブロックを介して接地)の経路にて
通電される。
Hereinafter, the operation of the glow plug 1 of FIG. 1 will be described. The glow plug 1 has a screw portion 7 of the metal shell 3.
In the cylinder block of a diesel engine. Thereby, the tip of the sheath tube 11 in which the heating coil 21 and the control coil 23 are accommodated is positioned in the combustion chamber (or the auxiliary combustion chamber) of the engine. In this state, when a voltage is applied to the energizing terminal shaft 13 using a vehicle-mounted battery as a power source, the energizing terminal shaft 13 → the control coil 23 → the heat generating coil 21 → the sheath tube 11 → the metal shell 5 → (ground via the engine block). It is energized by the route.

【0044】これにより、グロープラグ1のシーズヒー
タ2は、通電初期においては制御コイル23の温度が低
く電気抵抗値が小さいため、発熱コイル21には比較的
大きな電流が流れてこれを急速昇温させる。そして、発
熱コイル21の温度が上昇すると、その発熱により制御
コイル23が加熱されて電気抵抗値が増大し、発熱コイ
ル21への通電電流値が減少する。これにより、ヒータ
の昇温特性は、通電初期に急速昇温した後、以降は制御
コイルの働きにより通電電流が抑制されて温度が飽和す
る形となる。
As a result, in the sheath heater 2 of the glow plug 1, since the temperature of the control coil 23 is low and the electric resistance value is small at the beginning of energization, a relatively large current flows through the heating coil 21 and the temperature is rapidly raised. Let it. Then, when the temperature of the heating coil 21 rises, the control coil 23 is heated by the heat generation, the electric resistance value increases, and the value of the current supplied to the heating coil 21 decreases. As a result, the temperature rise characteristic of the heater is such that after the temperature rises rapidly in the initial stage of energization, the energizing current is suppressed by the operation of the control coil and the temperature is saturated thereafter.

【0045】そして、シーズチューブ11の本体部11
aがほぼ一様な外径D1を有する円筒状とされ、かつD1
が4.4mm以下の値に設定されていることで、前述の
過昇防止型昇温特性、具体的にはピーク温度TPと60
秒後温度TSとの差TP−TSが50〜200℃、ピーク
温度TPが900〜1150℃、及び800℃に到達す
るまでの通電時間t800が8秒以下の、速熱性に優れた
特性を安定して実現することが可能となる。
The main body 11 of the sheath tube 11
a is a cylindrical shape having a substantially uniform outer diameter D1, and D1
Is set to a value of 4.4 mm or less.
After 50 seconds, the difference from the temperature TS is 50-200 ° C, the peak temperature TP is 900-1150 ° C, and the energizing time t800 until the temperature reaches 800 ° C is 8 seconds or less. And can be realized.

【0046】さらに、シーズチューブ11の肉厚tが
0.3〜0.75mmであり、かつ外径をD1としたと
きのt/D1の値が0.08〜0.2となっていること
で、径小のヒータであるにもかかわらず所期の発熱性能
が確保され、かつシーズチューブ11の強度も十分なも
のとなり、例えば取付け時に落下させたりした場合もヒ
ータに破損が生じにくい。また、シーズチューブ11の
本体部11aにおける、発熱コイル21及び制御コイル
23とのクリアランスCGが0.1〜0.8mmの範囲
にて調整されていることで、シーズチューブ11の内面
と各コイル21,23との間での短絡が生じにくくな
り、製造歩留まりを向上させることができる。
Further, the thickness t of the sheath tube 11 is 0.3 to 0.75 mm, and the value of t / D1 when the outer diameter is D1 is 0.08 to 0.2. Thus, the desired heat generation performance is ensured despite the small diameter of the heater, and the strength of the sheath tube 11 is also sufficient. For example, even if the sheath tube 11 is dropped at the time of installation, the heater is hardly damaged. In addition, since the clearance CG between the heating coil 21 and the control coil 23 in the main body 11a of the sheath tube 11 is adjusted within the range of 0.1 to 0.8 mm, the inner surface of the sheath tube 11 and each coil 21 are controlled. , 23 are unlikely to occur, and the production yield can be improved.

【0047】ここで、図2において、発熱コイル21の
コイル長CL1とシーズチューブ11の本体部外径D1と
の比CL1/D1は1.6〜3.5(本実施例では約2.
5)に設定するのがよい。すなわち、シーズチューブ1
1が小径であるため、従来の大径のシーズヒータと比較
してチューブ表面からの熱の放散が活発に進むことか
ら、CL1/D1が1.6未満ではコイル21による発熱
帯の長さが不足して、十分な発熱性能が得られなくなる
ほか、制御コイルの加熱状態が不安定となり、良好な過
昇防止型昇温特性も期待できなくなる場合がある。他
方、CL1/D1が4を超えると、シーズチューブ先端部
が最高発熱部分とならなくなる不具合が生ずる場合があ
る。
Here, in FIG. 2, the ratio CL1 / D1 of the coil length CL1 of the heating coil 21 to the outer diameter D1 of the main body of the sheath tube 11 is 1.6 to 3.5 (about 2.3.5 in this embodiment).
It is better to set to 5). That is, sheath tube 1
1 has a small diameter, heat dissipation from the tube surface proceeds more actively than a conventional large-diameter sheathed heater. Therefore, when CL1 / D1 is less than 1.6, the length of the tropical zone formed by the coil 21 is small. Insufficiently, sufficient heat generation performance cannot be obtained, and the heating state of the control coil becomes unstable, so that good overheating prevention type temperature rising characteristics may not be expected. On the other hand, if CL1 / D1 exceeds 4, a problem may occur that the tip of the sheath tube does not become the highest heat generating portion.

【0048】図4に、図1のグロープラグ1の変形例を
示す(共通の部材には同一の符号を付して説明を省略す
る)。このグロープラグ100においては、シーズチュ
ーブ11の基端側の拡径部11bが、図1のグロープラ
グ1よりも長く形成されており、シーズチューブ11の
突出側において主体金具3の貫通孔4には、図1のよう
な大径部4bが形成されず、ストレート形態となってい
る。そして、シーズチューブ11の拡径部11bは、貫
通孔4に対してろう付けにより接合されている。
FIG. 4 shows a modification of the glow plug 1 of FIG. 1 (common members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted). In this glow plug 100, the enlarged diameter portion 11 b on the base end side of the sheath tube 11 is formed longer than the glow plug 1 of FIG. 1, and is formed in the through hole 4 of the metal shell 3 on the projecting side of the sheath tube 11. Does not have the large diameter portion 4b as shown in FIG. 1, but has a straight form. The enlarged diameter portion 11b of the sheath tube 11 is joined to the through hole 4 by brazing.

【0049】また、貫通孔4の反対側の開口部には、図
1と同様の座繰り部3aが形成されているが、ここには
図1の絶縁ブッシュ16に代えてシールリング(例えば
シリコンゴム製のもの)10と、ワッシャ状の第一絶縁
リング(例えばベークライト等の耐熱樹脂製のもの)1
2とが嵌め込まれる。そして、その状態にて、座ぐり部
3aの開口周縁部に形成された筒状の突出部を第一絶縁
リング14側に加締めて加締め部13bを形成し、さら
にその後方側において通電端子軸13に対し、第二絶縁
リング14(第一絶縁リング12と同材質・同形状)と
押さえリング17とをこの順序で装着・固定した構造と
なっている。
A counterbore 3a similar to that of FIG. 1 is formed in the opening opposite to the through hole 4, but here a seal ring (for example, silicon) is used instead of the insulating bush 16 of FIG. Rubber) 10 and first washer-shaped insulating ring (for example, made of heat-resistant resin such as bakelite) 1
2 is fitted. Then, in this state, a cylindrical projection formed at the peripheral edge of the opening of the counterbore 3a is swaged to the first insulating ring 14 side to form a swaged portion 13b, and further, a current-carrying terminal is formed at the rear side. A second insulating ring 14 (same material and same shape as the first insulating ring 12) and a holding ring 17 are mounted and fixed to the shaft 13 in this order.

【0050】他方、図5に示すように、通電端子軸13
の先端部は、主体金具5の対応する開口端部よりも所定
長突出する形となっており、該通電端子軸13の先端か
らシーズチューブ11の先端までの長さL2’が24〜
50mm(望ましくは24〜42mm)に調整されてい
る。
On the other hand, as shown in FIG.
Has a shape protruding a predetermined length from the corresponding open end of the metal shell 5, and the length L2 'from the tip of the current-carrying terminal shaft 13 to the tip of the sheath tube 11 is 24 to 24.
It is adjusted to 50 mm (preferably 24-42 mm).

【0051】このグロープラグ100においては、図1
にグロープラグ1にはない次のような効果が達成されて
いる。すなわち、シーズチューブ11の主体金具3から
の突出部内に通電端子軸13の先端部が入り込んでい
る。これにより、シーズチューブ11は、横方向の力が
作用したときに強い曲げ力が作用しやすい主体金具3の
開口内縁部との当接部が、該通電端子軸13により補強
される形となり、衝撃等が加わっても破損等が生じにく
くなる。
In this glow plug 100, FIG.
The following effects not achieved by the glow plug 1 are achieved. That is, the distal end of the current-carrying terminal shaft 13 enters the protruding portion of the sheath tube 11 from the metal shell 3. Thereby, the sheath tube 11 has a shape in which the contact portion with the inner edge of the opening of the metal shell 3 on which a strong bending force is likely to act when a lateral force acts is reinforced by the current-carrying terminal shaft 13, Even if an impact or the like is applied, breakage or the like hardly occurs.

【0052】一方、図1のグロープラグ1は、次の点で
図4のグロープラグ100より優れているといえる。ま
ず、通電端子軸13の後端側を、絶縁ブッシュ16を介
して加締めリング17で止める構造になっていることか
ら、第一絶縁リング12とシールリング10とを加締め
部3bで止め、さらに第二絶縁リング14と加締めリン
グ17で補強した図4のグロープラグ100よりも部品
点数が少なく、製造も容易である。また、図4のグロー
プラグ100では、内向きに突出した加締め部3bの内
縁と通電端子軸13の外面との距離が比較的小さいの
で、水漏れ等による短絡を生じないよう、絶縁リング1
2,14間の気密性を配慮する必要がある。これに対
し、図1のグロープラグ1では、絶縁ブッシュ16のフ
ランジ部16aにより、主体金具3の開口内縁から通電
端子軸13の外面までの距離が大きくなっており、か
つ、絶縁ブッシュ16と主体金具3との隙間から通電端
子軸13側に漏れ込もうとする水はOリング15により
遮断されるので、短絡をより起こしにくい構造となって
いる。さらに、図4のグロープラグ100では、シーズ
チューブ11をろう付けにより主体金具3に接合する形
となっていたので、ろう接時の熱影響によるシーズチュ
ーブ11aの軟化を見越して強度設計を行う必要がある
のに対し、図1のグロープラグ1では、シーズチューブ
11は主体金具3に圧入結合されるので熱影響による軟
化の心配がなく、加工による強度向上効果をより有効に
活用できる利点がある。
On the other hand, the glow plug 1 of FIG. 1 can be said to be superior to the glow plug 100 of FIG. 4 in the following points. First, since the rear end side of the current-carrying terminal shaft 13 is configured to be stopped by the caulking ring 17 via the insulating bush 16, the first insulating ring 12 and the seal ring 10 are stopped by the caulking portion 3b, Further, the number of components is smaller than that of the glow plug 100 of FIG. 4 reinforced by the second insulating ring 14 and the caulking ring 17, and the manufacture is easy. Further, in the glow plug 100 shown in FIG. 4, since the distance between the inner edge of the crimping portion 3b protruding inward and the outer surface of the energizing terminal shaft 13 is relatively small, the insulating ring 1 is used to prevent a short circuit due to water leakage or the like.
It is necessary to consider the airtightness between 2 and 14. On the other hand, in the glow plug 1 of FIG. 1, the distance from the inner edge of the opening of the metallic shell 3 to the outer surface of the energizing terminal shaft 13 is increased by the flange portion 16 a of the insulating bush 16. Water that is about to leak into the current-carrying terminal shaft 13 from the gap with the metal fitting 3 is cut off by the O-ring 15, so that a short circuit is less likely to occur. Further, in the glow plug 100 of FIG. 4, since the sheath tube 11 is joined to the metal shell 3 by brazing, it is necessary to design the strength in anticipation of the softening of the sheath tube 11a due to the heat effect at the time of brazing. On the other hand, in the glow plug 1 shown in FIG. 1, the sheath tube 11 is press-fitted to the metal shell 3, so there is no fear of softening due to heat, and there is an advantage that the strength improvement effect by processing can be more effectively utilized. .

【0053】以上、発熱コイルと制御コイルとを備えた
グロープラグの実施例について説明したが、これに限ら
れるものでなく、例えば発熱コイルのみを備え、制御コ
イルを省略したグロープラグについても本発明は同様に
適用できる。
The embodiment of the glow plug having the heating coil and the control coil has been described above. However, the present invention is not limited to this. For example, a glow plug having only the heating coil and omitting the control coil is also applicable to the present invention. Is similarly applicable.

【0054】[0054]

【実施例】(実施例1)図1のグロープラグを、以下に
特記する条件を除いて、先に例示した寸法及び材質によ
り各種作製した。すなわち、シーズチューブ11の本体
部11aの外径D1を3.0〜4.4mmの範囲にて変
化させた。また、本体部11aの肉厚tは0.25〜
0.75mmの範囲で変化させた。また、発熱コイル2
1及び制御コイル23は外径d1のみ1.5〜3.0m
mの範囲で変化させた。各グロープラグの、D1、t、
d1の具体的な数値は、t/D1、D2(シーズチューブ
内径)、CG(コイルとシーズチューブ内面との半径
差)、d1/D2の各値とともに表3に示している。
EXAMPLES (Example 1) Various types of glow plugs shown in FIG. 1 were manufactured with the dimensions and materials described above, except for the conditions specified below. That is, the outer diameter D1 of the main body 11a of the sheath tube 11 was changed in the range of 3.0 to 4.4 mm. The thickness t of the main body 11a is 0.25 to 0.25.
It was changed in the range of 0.75 mm. The heating coil 2
1 and the control coil 23 have an outer diameter d1 of 1.5 to 3.0 m only.
m. D1, t, of each glow plug
Specific numerical values of d1 are shown in Table 3 together with t / D1, D2 (inner diameter of sheath tube), CG (radius difference between coil and inner surface of sheath tube), and d1 / D2.

【0055】これら各グロープラグを各条件につき50
個ずつ作製し、以下の各試験を行った。結果を表3に示
す。 ショート(短絡)発生確率 室温にて、まずグロープラグに対し電圧50Vのパルス
電圧(パルス長0.1秒)を印加してグロープラグの抵
抗値を測定し、測定値をR0とする。次いで電圧11V
にて30秒連続通電し、その後さらに同様のパルス電圧
を印加してグロープラグの抵抗値を測定し、測定値をR
1とする。加熱により、シーズチューブと発熱コイルな
いし制御コイルとの間に短絡が生じれば、実質的な通電
コイル長が短くなるため、抵抗測定値R1は減少する。
そして、R1のR0に対する減少率{(R0−R1)/R
0}×100が10%以上となったものをショート発生
と判断し、測定したグロープラグ50個中のショート発
生個数がゼロのものを合格(○)、1個でもショートし
たものは不合格(×)とした。 強度評価(I) 各グロープラグをシーズチューブが下となり、かつコン
クリート製の試験面からシーズチューブ先端までの初期
距離が1cmとなるように鉛直に保持して落下させ、以
降、上記距離を1cmずつ段階的に増加させながら落下
を繰り返す。各落下後にシーズチューブに曲がりや折損
等の破壊が生じたか否かを目視にて確認する。そして、
破壊を生じない最大落下距離が5cm以上のものを優
(◎)、3cm〜4cmまでのものを良(○)、2cm
以下のものを不可(×)として判定した。 強度評価(II) 各グロープラグの主体金具を、シーズチューブが水平と
なるようにチャックにて保持し、これを曲げ試験機にセ
ットするとともに、側方に突き出すシーズチューブの先
端から軸方向に沿って1mmの位置に曲げパンチの先端
を当接させ、クロスヘッド速度1mm/分にて片持曲げ
試験を行ったときの、最大曲げ荷重の値を曲げ強度値と
して測定した。シーズチューブ11の本体部11aの外
径D1を3.5mmに固定し、肉厚tを変化させたとき
の強度値を、短絡発生確率とともにプロットしたグラフ
を図8に示す。
Each of these glow plugs was used for 50% for each condition.
Each of them was manufactured and the following tests were performed. Table 3 shows the results. Short-circuit (short-circuit) occurrence probability At room temperature, first, a pulse voltage (pulse length: 0.1 second) of 50 V is applied to the glow plug to measure the resistance value of the glow plug, and the measured value is set to R0. Then voltage 11V
For 30 seconds, and then apply the same pulse voltage to measure the resistance value of the glow plug.
Set to 1. If a short circuit occurs between the sheath tube and the heating coil or the control coil due to the heating, the length of the current-carrying coil is shortened, and the measured resistance value R1 decreases.
Then, the reduction rate of R1 with respect to R00 (R0−R1) / R
A glow plug having a measured value of 0% × 100 of 10% or more was judged as having a short circuit, and a glow plug having 50 measured glow plugs having a short circuit count of zero was passed (○). X). Strength evaluation (I) Each glow plug was dropped vertically while holding it vertically so that the sheath tube was down and the initial distance from the concrete test surface to the tip of the sheath tube was 1 cm. The falling is repeated while increasing step by step. After each drop, the sheath tube is visually checked to see if any breakage such as bending or breakage has occurred. And
Excellent if the maximum drop distance that does not cause breakage is 5 cm or more (A), Good from 3 cm to 4 cm (O), 2 cm
The following were judged as unacceptable (x). Strength evaluation (II) Hold the metal shell of each glow plug with a chuck so that the sheath tube is horizontal, set it on the bending tester, and extend the sheath tube protruding sideways along the axial direction from the tip of the sheath tube. The tip of the bending punch was brought into contact with the position of 1 mm to perform a cantilever bending test at a crosshead speed of 1 mm / min. The value of the maximum bending load was measured as the bending strength value. FIG. 8 is a graph in which the strength value when the outer diameter D1 of the main body 11a of the sheathed tube 11 is fixed to 3.5 mm and the thickness t is changed is plotted together with the probability of occurrence of a short circuit.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】表1の結果から、以下のことがわかる。 (1)肉厚tが0.3mm以上、t/D1が0.08以上で
シーズチューブの強度が十分となり、落下試験における
破損が生じにくくなる。 (2)CGが0.1mm〜0.8mmで、ショートを生じ
にくくなる。
The following can be seen from the results shown in Table 1. (1) When the thickness t is 0.3 mm or more and t / D1 is 0.08 or more, the strength of the sheathed tube becomes sufficient, and breakage in a drop test hardly occurs. (2) When the CG is 0.1 mm to 0.8 mm, a short circuit is unlikely to occur.

【0058】また、落下試験における破損を生じないた
めにはt/D1が0.08以上となることが必要である
が、図8の結果から、対応する強度値としては5kg以
上が確保されていればよいことがわかる。なお、t/D
1が0.2を超えると、ショート発生確率が急速に高く
なっていることがわかる。
Further, in order not to cause breakage in the drop test, t / D1 needs to be 0.08 or more. From the results of FIG. 8, the corresponding strength value is 5 kg or more. It turns out that we should do it. Note that t / D
When 1 exceeds 0.2, it can be seen that the short-circuit occurrence probability is rapidly increased.

【0059】(実施例2)図1のグロープラグを、以下
に特記する条件を除いて、先に例示した寸法及び材質に
より各種作製した。まず、シーズチューブ11の本体部
11aの外径D1のみを2.5〜5.0mmの各種値に
て変化させ、これに合わせて発熱コイル21及び制御コ
イル23は外径d1のみ1.5〜2.5mmの範囲で適
宜変化させた。また、制御コイル23の材質として、前
記したコバルト−鉄合金製のものに代え、ニッケルメッ
キ鉄線(線径は同じ、メッキ厚さは約1μm)、及びニ
ッケル線(線径は同じ)を用いたものを作製した。
(Example 2) The glow plug shown in Fig. 1 was manufactured in various sizes and materials as exemplified above, except for the conditions specified below. First, only the outer diameter D1 of the main body portion 11a of the sheath tube 11 is changed at various values of 2.5 to 5.0 mm. It was changed appropriately within a range of 2.5 mm. In addition, as the material of the control coil 23, a nickel-plated iron wire (having the same wire diameter and a plating thickness of about 1 μm) and a nickel wire (having the same wire diameter) were used instead of those made of the above-mentioned cobalt-iron alloy. Things were made.

【0060】そして、これらグロープラグを室温中に保
持し、通電電圧11Vにて通電したときの昇温特性曲線
(温度−時間曲線)を、以下のようにして測定した。温
度測定は、グロープラグ1を図10に示すような治具2
00に取り付けた状態で行った。該治具200は、縦長
円柱状(外径23mm)の炭素鋼製のものであり、中心
部に軸線方向のプラグ装着孔201が貫通形態で形成さ
れている。図1に示すグロープラグ1は、先端側をプラ
グ装着孔201内に挿入し、該プラグ装着孔201の一
方の端部側に形成された雌ねじ部201aに対してねじ
部7を螺合させることにより、治具200に取り付けら
れる。治具200の各部の寸法は図面中に記載した通り
である(単位:mm)。また、グロープラグ1のシーズ
チューブ11の先端部は、上記装着状態において治具2
00の端面より10mm突出するようになっている。
The temperature rise characteristic curve (temperature-time curve) when these glow plugs were kept at room temperature and energized at an energizing voltage of 11 V was measured as follows. In the temperature measurement, the glow plug 1 is attached to a jig 2 as shown in FIG.
The test was carried out in the state of being attached to 00. The jig 200 is made of carbon steel having a vertically long cylindrical shape (outer diameter: 23 mm), and has a plug mounting hole 201 extending in the axial direction at the center thereof. In the glow plug 1 shown in FIG. 1, the distal end side is inserted into the plug mounting hole 201, and the screw portion 7 is screwed into the female screw portion 201 a formed on one end side of the plug mounting hole 201. Is attached to the jig 200. The dimensions of each part of the jig 200 are as described in the drawings (unit: mm). In addition, the tip of the sheath tube 11 of the glow plug 1
It protrudes by 10 mm from the end face of 00.

【0061】そして、シーズチューブ11の突出部にお
いて、その先端から軸線方向に8mmまでの測定区間を
設定し、その測定区間における最高温度位置を予め調べ
ておくとともに、該位置に熱電対(Pt/Pt−Rh)
を固定してシーズヒータ2に連続通電し、温度の時間変
化を測定して昇温特性曲線を得た(以上の測定方法は、
ISO7578(1986)に規定された方法に準拠す
るものである)。また、得られた昇温特性曲線から、前
述の800℃到達時間(t800)、ピーク温度(TP )
及び60秒後温度(TS)の値をそれぞれ算出した。以
上の結果を表2に示す。
At the protruding portion of the sheath tube 11, a measurement section is set in the axial direction from the tip to 8 mm, the highest temperature position in the measurement section is checked in advance, and a thermocouple (Pt / Pt / Pt-Rh)
Is fixed, the sheath heater 2 is continuously energized, and the temperature change over time is measured to obtain a temperature rise characteristic curve (the above measurement method is
It conforms to the method specified in ISO 7578 (1986)). From the obtained temperature rise characteristic curve, the above-mentioned 800 ° C. arrival time (t800) and peak temperature (TP) were obtained.
After 60 seconds, the value of the temperature (TS) was calculated. Table 2 shows the above results.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】すなわち、本体部11aの外径D1が4.
4mmを超える番号1のグロープラグではt800が大き
く、速熱性が不足しているほか、60秒後温度(飽和温
度を反映したものとなる)TSが低くTP−TSも50℃
未満となっており、良好な過昇防止型昇温特性が得られ
ていないことがわかる。これに対し、本体部11aの外
径D1が3〜4.4mmの本発明のシーズヒータを使用
したグロープラグ(番号2〜6、8〜10)では、t80
0が小さく速熱性に優れ、また過昇防止型昇温特性も良
好であることがわかる。他方、本体部11aの外径D1
が3mm未満のグロープラグでは、発熱コイルの寸法が
小さいため60秒後温度TSが低く、グロープラグの性
能としては不十分であることがわかる。
That is, the outer diameter D1 of the main body 11a is 4.
The glow plug of No. 1 exceeding 4 mm has a large t800, lacks rapid heat resistance, and has a low temperature (which reflects the saturation temperature) TS after 60 seconds, and also has a TP-TS of 50 ° C.
It can be seen that good overheating prevention type temperature rising characteristics were not obtained. On the other hand, in the glow plugs (numbers 2 to 6, 8 to 10) using the sheath heater of the present invention in which the outer diameter D1 of the main body 11a is 3 to 4.4 mm, t80
It can be seen that the value of 0 is small and the rapid heat property is excellent, and the overheating prevention type temperature rising characteristic is also good. On the other hand, the outer diameter D1 of the main body 11a
Is less than 3 mm, the temperature TS is low after 60 seconds due to the small size of the heat generating coil, indicating that the performance of the glow plug is insufficient.

【0064】なお、図6は、番号5のグロープラグの昇
温特性曲線を示している。また、図7は、番号1の比較
例のグロープラグの昇温特性曲線を示している。
FIG. 6 shows a temperature rise characteristic curve of the glow plug of No. 5. FIG. 7 shows a temperature rise characteristic curve of the glow plug of Comparative Example No. 1.

【0065】(実施例3)図1のグロープラグを、コイ
ル間ギャップ長JLを0.5〜5mmにて変化させた他
は、先に例示した寸法及び材質により各種作製した。そ
して、これらグロープラグに対し、実施例2と同様にし
て昇温特性曲線(温度−時間曲線)を測定し、t800、
TP 及びTSの各値をそれぞれ算出した。以上の結果を
表2に示す。
Example 3 Various types of the glow plug of FIG. 1 were manufactured with the dimensions and materials described above, except that the gap length JL between the coils was changed from 0.5 to 5 mm. Then, a temperature rise characteristic curve (temperature-time curve) was measured for these glow plugs in the same manner as in Example 2, and t800,
Each value of TP and TS was calculated. Table 2 shows the above results.

【0066】[0066]

【表3】 [Table 3]

【0067】すなわち、JLを0.8〜3mmの範囲に
て調整することで、速熱性及び過昇防止型昇温特性に特
に優れたグロープラグが実現されていることがわかる。
That is, it can be seen that by adjusting JL in the range of 0.8 to 3 mm, a glow plug which is particularly excellent in quick heat properties and excessive temperature rise prevention type temperature rise properties is realized.

【0068】[0068]

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

【図1】本発明のグロープラグの一例を示す全体図及び
縦断面図。
FIG. 1 is an overall view and a longitudinal sectional view showing an example of a glow plug of the present invention.

【図2】そのシーズヒータの内部構造を示す断面図及び
その要部拡大模式図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of the sheathed heater and an enlarged schematic view of a main part thereof.

【図3】スエージングマシンの概念と、スエージングの
作用とを示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the concept of a swaging machine and the action of swaging.

【図4】図1のグロープラグの変形例を示す縦断面図。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a modification of the glow plug of FIG. 1;

【図5】そのシーズヒータの内部構造を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing the internal structure of the sheathed heater.

【図6】実施例3の番号5のグロープラグの昇温特性曲
線。
FIG. 6 is a temperature rise characteristic curve of the glow plug of No. 5 in Example 3.

【図7】実施例3の番号1のグロープラグの昇温特性曲
線。
FIG. 7 is a temperature rise characteristic curve of the glow plug of No. 1 of Example 3.

【図8】実施例1の曲げ強度試験結果をショート発生確
率とともに示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing the bending strength test results of Example 1 together with the probability of occurrence of short circuits.

【図9】従来のグロープラグの模式図。FIG. 9 is a schematic view of a conventional glow plug.

【図10】グロープラグの温度測定に使用する治具の縦
断面図。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a jig used for measuring the temperature of the glow plug.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端側が閉じたシーズチューブと、 そのシーズチューブ内においてその先端側に配置される
発熱コイルとを含み、 前記シーズチューブの前記発熱コイルを収容している部
分(以下、発熱コイル収容部という)の外径が3.0〜
4.4mmとされるとともに、その肉厚tが0.3〜
0.75mmであり、かつ外径をD1としたときのt/
D1の値が0.08〜0.2であることを特徴とするグ
ロープラグ。
1. A sheath tube that includes a sheath tube having a closed distal end and a heating coil disposed on the distal end side of the sheath tube, and a portion of the sheath tube that houses the heating coil (hereinafter referred to as a heating coil housing). Part) is 3.0 to 3.0
4.4 mm, and the thickness t is 0.3 to
0.75 mm and t /
A glow plug, wherein the value of D1 is 0.08 to 0.2.
【請求項2】 先端側が閉じたシーズチューブと、 そのシーズチューブ内においてその先端側に配置される
発熱コイルとを含み、 前記シーズチューブの前記発熱コイルを収容している部
分(以下、発熱コイル収容部という)の外径が3.0〜
4.4mmとされるとともに、該発熱コイル収容部の内
径をD2、前記発熱コイルの外径をd1としたときに、両
者の半径差CG=(D2−d1)/2が0.1〜0.8m
mの範囲にて調整されていることを特徴とするグロープ
ラグ。
2. A portion (hereinafter referred to as a heating coil housing) of a sheath tube including a sheath tube having a closed tip end and a heating coil disposed at the tip end of the sheath tube. Part) is 3.0 to 3.0
When the inner diameter of the heating coil accommodating portion is D2 and the outer diameter of the heating coil is d1, the radial difference CG = (D2-d1) / 2 is 0.1 to 0. .8m
A glow plug characterized by being adjusted in the range of m.
【請求項3】 前記シーズチューブの前記発熱コイル収
容部の外径が3.0〜4.4mmとされるとともに、そ
の肉厚tが0.3〜0.75mmであり、かつ外径をD
1としたときのt/D1の値が0.08〜0.2である請
求項2に記載のグロープラグ。
3. An outer diameter of the heating coil accommodating portion of the sheath tube is 3.0 to 4.4 mm, a thickness t thereof is 0.3 to 0.75 mm, and the outer diameter is D.
The glow plug according to claim 2, wherein the value of t / D1 when set to 1 is 0.08 to 0.2.
【請求項4】 前記シーズチューブ内において軸線方向
に複数の抵抗線コイルが配置され、 その抵抗線コイルは、前記シーズチューブ内において、
その先端側に配置される発熱コイルと、その発熱コイル
の後方側にこれと直列接続されるとともに、該発熱コイ
ルからの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大さ
せ、発熱コイルに対する通電を制御する制御コイルとを
含む請求項1ないし3のいずれかに記載のグロープラ
グ。
4. A plurality of resistance wire coils are arranged in the sheath tube in the axial direction in the sheath tube, and the resistance wire coils are arranged in the sheath tube.
A heating coil disposed at the tip end thereof, connected in series with the heating coil at the rear side thereof, and receiving heat from the heating coil to increase an electric resistance value and control energization of the heating coil. 4. The glow plug according to claim 1, further comprising a control coil.
【請求項5】 前記発熱コイルの外径d1が1.5〜
3.0mmとされ、かつ該外径d1と前記発熱コイル収
容部の内径D2との比d1/D2が0.5〜0.8の範囲
で調整されている請求項1ないし4のいずれかに記載の
記載のグロープラグ。
5. An outer diameter d1 of said heating coil is 1.5 to 1.5.
5. The method according to claim 1, wherein the ratio d1 / D2 of the outer diameter d1 to the inner diameter D2 of the heat generating coil housing portion is adjusted to be in the range of 0.5 to 0.8. The described glow plug.
【請求項6】 前記シーズチューブは、ステンレス鋼、
鉄基耐熱合金及びNi基耐熱合金のいずれかにて構成さ
れている請求項1ないし5のいずれかに記載のグロープ
ラグ。
6. The sheathed tube is made of stainless steel,
The glow plug according to any one of claims 1 to 5, wherein the glow plug is formed of one of an iron-based heat-resistant alloy and a Ni-based heat-resistant alloy.
【請求項7】 前記シーズチューブを、先端側を突出さ
せた状態で覆う主体金具が設けられ、 前記シーズチューブの該主体金具からの突出部長さが2
4〜50mmとされている請求項1ないし6のいずれか
に記載のグロープラグ。
7. A metal shell is provided to cover the sheath tube in a state where a distal end side thereof is protruded, and a length of a projection of the sheath tube from the metal shell is 2
The glow plug according to any one of claims 1 to 6, which is 4 to 50 mm.
【請求項8】 前記シーズチューブを、先端側を突出さ
せた状態で覆う主体金具が設けられ、 前記シーズチューブ内においてその基端側から挿入され
た通電端子軸の先端が前記抵抗線コイルの後端に接続さ
れ、その通電端子軸の先端が前記主体金具端面から突出
して位置するとともに、当該通電端子軸の先端から前記
シーズチューブの先端までの長さが24〜50mmとさ
れている請求項1ないし7のいずれかに記載のグロープ
ラグ。
8. A metal shell is provided for covering the sheath tube with its distal end protruding, and the distal end of a current-carrying terminal shaft inserted from the base end side of the sheath tube is located behind the resistance wire coil. 2. The end of the energization terminal shaft connected to the end, the end of the energization terminal shaft protruding from the end face of the metal shell, and the length from the end of the energization terminal shaft to the end of the sheath tube is 24 to 50 mm. 8. The glow plug according to any one of items 7 to 7.
【請求項9】 前記主体金具の、前記シーズチューブが
配置される孔部の内径は、該シーズチューブの前記主体
金具からの突出部よりも大径に形成されるとともに、前
記シーズチューブの基端部は、前記主体金具の前記孔部
の内径に対応する寸法となるように拡径されており、該
拡径部にて前記主体金具の前記孔部内にろう付け、溶接
及び圧入のいずれかにより接合されている請求項1ない
し8のいずれかに記載のグロープラグ。
9. An inner diameter of a hole of the metallic shell in which the sheath tube is disposed is larger than a projecting portion of the sheath tube from the metallic shell, and a base end of the sheath tube. The portion is expanded so as to have a size corresponding to the inner diameter of the hole of the metal shell, and is brazed, welded, or press-fitted into the hole of the metal shell at the expanded diameter portion. The glow plug according to any one of claims 1 to 8, which is joined.
【請求項10】 前記シーズチューブの先端部表面にお
ける昇温特性が、通電初期にピーク温度TPを有して該
ピーク温度TP以下で飽和するものとなるようにした請
求項4ないし9のいずれかに記載のグロープラグ。
10. The temperature rising characteristic at the front end surface of the sheath tube has a peak temperature TP at the beginning of energization and is saturated below the peak temperature TP. The glow plug according to 1.
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