特許 6362431 グロープラグおよび加熱装置ならびにその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6362431

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】グロープラグおよび加熱装置ならびにその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F23Q 7/00 20060101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   F23Q7/00 605H

   F23Q7/00 605M

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-114770(P2014-114770)

(22)【出願日】2014年6月3日

(65)【公開番号】特開2015-230102(P2015-230102A)

(43)【公開日】2015年12月21日

【審査請求日】2017年4月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金城 祐毅

(72)【発明者】

【氏名】阿部 晴彦

【審査官】 岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４９７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３３３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５１６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２５９３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５７１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１１５８２４５（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｑ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製のシースチューブを有する円柱状のシースヒータと、
前記シースチューブが先端側に圧入された筒状の主体金具と、を備える加熱装置であって、
前記主体金具は、
前記主体金具の素地が前記シースチューブと直接的に接する第１の内面と、
前記素地がめっき層を介して前記シースチューブと接する第２の内面と
を有し、
前記第２の内面は前記第１の内面より先端側に位置することを特徴とする加熱装置。

【請求項2】

前記第１の内面の面積Ａと、前記第２の内面の面積Ｂとの関係は、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≧０．１５を満たす、請求項１に記載の加熱装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の加熱装置であって、
前記主体金具は、外周面にネジ部を有するとともに、軸線方向に後端側から先端側へと延びた筒状を成し、
前記シースヒータは、前記主体金具の前記先端側から突出し、
前記第１の内面および前記第２の内面は、前記ネジ部より前記先端側に位置する、加熱装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の加熱装置を備えるグロープラグ。

【請求項5】

金属製のシースチューブを有する円柱状のシースヒータが筒状の主体金具の先端側に圧入された加熱装置を製造する、加熱装置の製造方法であって、
前記シースヒータを前記主体金具に圧入する前に、前記主体金具の内面の先端側を部分的にめっきするメッキ工程と、
前記メッキ工程を行った後、前記主体金具の前記内面のうち、前記主体金具の素地が露出している第１の内面と、前記第１の内面より先端側に位置し、前記素地の上にめっき層が形成されている第２の内面とを、前記シースチューブに接触させることによって、前記主体金具に先端側から前記シースヒータを圧入する圧入工程と
を備える、加熱装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、グロープラグおよび加熱装置ならびにその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

加熱装置の１つとして、円柱状のシースヒータが筒状の主体金具に圧入されたグロープラグが知られている。特許文献１には、シースヒータと主体金具との間の密着性を確保して気密漏れを防止しながら、シースヒータを主体金具に圧入する際の荷重を安定させてシースヒータおよび主体金具の損傷（変形および破損など）を防止するために、主体金具の内面のうちシースヒータを圧入させる圧入面の全域にめっき層を形成することが記載されている。特許文献２には、シースヒータと主体金具との接合強度を向上させるために、シースヒータを主体金具に圧入する際、シースヒータと主体金具との間の圧入面の一部に焼き付けまたは溶着を生じさせることが記載されている。

【0003】

近年、ディーゼルエンジンにおけるマルチバルブ化や直噴化などに対応するために、グロープラグの全体形状としては、より細く、より長い形状が求められている（例えば、特許文献３を参照）。そのため、主体金具の部位のうちシースヒータが圧入される部位の肉厚は、グロープラグ全体の形状に応じて薄くなる傾向にある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】昭６３−２５９３２３号公報

【特許文献2】平４−８０５２１号公報

【特許文献3】特開２００６−２８４０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のグロープラグでは、めっき層によって主体金具の圧入面が滑らかになり過ぎるため、主体金具に対するシースヒータの接合強度が不足するという課題があった。主体金具に対するシースヒータの接合強度が不足する場合、エンジンに取り付けられたスパークプラグにおいて、エンジンの燃料圧力によって主体金具からシースヒータが抜け落ちる虞がある。特許文献２のグロープラグでは、焼き付けまたは溶着を圧入面に生じさせる必要があるため、シースヒータと主体金具との間の密着性を確保することが困難であるという課題があった。グロープラグ全体の形状に応じて主体金具の肉厚が薄くなる場合、シースヒータと主体金具との接合強度が低下するため、特許文献１，２の課題はより顕著になる。このような課題は、グロープラグに限らず、シースヒータが主体金具に圧入された他の加熱装置においても共通する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、円柱状のシースヒータと；前記シースヒータが圧入された筒状の主体金具と、を備える加熱装置が提供される。この加熱装置において、前記主体金具は、前記主体金具の素地が前記シースヒータと直接的に接する第１の内面と；前記素地がめっき層を介して前記シースヒータと接する第２の内面とを有する。この形態によれば、第１の内面においてシースヒータとの摩擦力を増大させることによって、主体金具に対するシースヒータの接合強度を向上させるとともに、第２の内面においてシースヒータとの密着性を向上させることによって、主体金具とシースヒータとの間の気密漏れを防止できる。

【0008】

（２）上記形態の加熱装置において、前記第１の内面の面積Ａと、前記第２の内面の面積Ｂとの関係は、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≧０．１５を満たしてもよい。この形態によれば、シースヒータを損傷させることなく、主体金具に対するシースヒータの接合強度を向上させるとともに、主体金具とシースヒータとの間の気密漏れを防止できる。

【0009】

（３）上記形態の加熱装置において、前記主体金具は、外周面にネジ部を有するとともに、軸線方向に後端側から先端側へと延びた筒状を成し；前記シースヒータは、前記主体金具の前記先端側から突出し；前記第１の内面および前記第２の内面は、前記ネジ部より前記先端側に位置してもよい。この形態によれば、ネジ部より肉厚を確保しにくい先端側に第１の内面および第２の内面が位置する場合であっても、主体金具に対するシースヒータの接合強度を向上させるとともに、主体金具とシースヒータとの間の気密漏れを防止できる。

【0010】

本発明の一形態によれば、円柱状のシースヒータが筒状の主体金具に圧入された加熱装置を製造する、加熱装置の製造方法が提供される。この加熱装置の製造方法は、前記シースヒータを前記主体金具に圧入する前に、前記主体金具の内面を部分的にめっきするメッキ工程と；前記メッキ工程を行った後、前記主体金具の前記内面のうち、前記主体金具の素地が露出している第１の内面と、前記素地の上にめっき層が形成されている第２の内面とを、前記シースヒータに接触させることによって、前記主体金具に前記シースヒータを圧入する圧入工程とを備える。この形態によれば、めっき層を介在させない内面においてシースヒータとの摩擦力を増大させることによって、主体金具に対するシースヒータの接合強度を向上させるとともに、めっき層を介在させる内面においてシースヒータとの密着性を向上させることによって、主体金具とシースヒータとの間の気密漏れを防止できる。

【0011】

本発明は、加熱装置およびその製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ディーゼルエンジンに用いられるグロープラグ（メタルグロープラグ）、流体（例えば、水、燃料など）を加熱するヒータ、ならびに、触媒活性用のヒータなどの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】グロープラグの構成を示す説明図である。

【図2】主体金具の先端側を中心にグロープラグの部分断面を示す説明図である。

【図3】グロープラグの製造方法を示す工程図である。

【図4】グロープラグの特性を評価した結果を示す表である。

【図5】グロープラグの特性を評価した結果を示す表である。

【図6】グロープラグの特性を評価した結果を示す表である。

【図7】グロープラグの特性を評価した結果を示す表である。

【図8】第２実施形態におけるグロープラグの構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

Ａ．第１実施形態
Ａ１．グロープラグの構成
図１は、グロープラグ１０の構成を示す説明図である。グロープラグ１０は、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関（図示しない）の始動時における着火を補助する熱源として機能する加熱装置である。

【0014】

図１には、グロープラグ１０の中心線ＣＬを境界として、紙面右側にグロープラグ１０の外観形状が図示され、紙面左側にグロープラグ１０の断面形状が図示されている。本実施形態の説明では、グロープラグ１０における図１の紙面下側を「先端側」といい、図１の紙面上側を「後端側」という。

【0015】

図１には、ＸＹＺ軸が図示されている。図１のＸＹＺ軸は、互いに直交する３つの空間軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する。Ｘ軸に沿ったＸ軸方向のうち、＋Ｘ軸方向は、正の方向であり、−Ｘ軸方向は、負の方向である。Ｙ軸に沿ったＹ軸方向のうち、＋Ｙ軸方向は、正の方向であり、−Ｙ軸方向は、負の方向である。本実施形態では、Ｚ軸は、グロープラグ１０の中心線ＣＬに沿った軸である。Ｚ軸に沿ったＺ軸方向（軸線方向）のうち、＋Ｚ軸方向は、正の方向であり、−Ｚ軸方向は、負の方向である。＋Ｚ軸方向は、後端側に向かう方向であり、−Ｚ軸方向は先端側に向かう方向である。図１のＸＹＺ軸は、他の図におけるＸＹＺ軸に対応する。

【0016】

グロープラグ１０は、中軸２００と、主体金具５００と、シースヒータ８００とを備える。グロープラグ１０は、シースヒータ８００を備えることから、メタルグロープラグとも呼ばれる。本実施形態では、グロープラグ１０の中心線ＣＬは、中軸２００、主体金具５００、およびシースヒータ８００の各部材における中心線でもある。

【0017】

グロープラグ１０の中軸２００は、主体金具５００の内側に設けられた導体である。本実施形態では、中軸２００は、中心線ＣＬを中心とする円柱状を成す金属製の導体である。中軸２００は、シースヒータ８００へと電力を中継する。

【0018】

中軸２００は、先端側に設けられた先端部２１０と、後端側に設けられた後端部２９０とを有する。中軸２００の先端部２１０は、主体金具５００の先端側に接合されたシースヒータ８００の内側に挿入されている。中軸２００の後端部２９０は、主体金具５００の後端側から突出している。本実施形態では、後端部２９０には、雄ネジが形成されている。本実施形態では、後端部２９０には、先端側から順に、絶縁ゴム製の環状部材であるＯリング４６０と、絶縁樹脂製の筒状部材である絶縁ブッシュ４１０と、金属製の筒状部材であるリング３００と、金属製のナット１００とが組み付けられている。

【0019】

グロープラグ１０のシースヒータ８００は、電気エネルギを熱エネルギに変換することによって熱を発生させる発熱装置である。シースヒータ８００は、中心線ＣＬを中心に後端側から先端側に延びた円柱状を成す。シースヒータ８００は、シースチューブ８１０と、発熱コイル８２０と、制御コイル８４０と、絶縁粉末８７０とを備える。

【0020】

シースヒータ８００のシースチューブ８１０は、中心線ＣＬを中心に後端側から先端側に延びた円筒状を成す金属製の導体である。シースチューブ８１０の先端側は、閉塞された形状であり、主体金具５００の先端側から突出している。シースチューブ８１０の先端側における内側には、発熱コイル８２０が接合されている。シースチューブ８１０の後端側は、開放された形状であり、主体金具５００に圧入されている。シースチューブ８１０の後端側における内側には、絶縁ゴム製の筒状部材であるパッキン６００を介して中軸２００が挿入されている。

【0021】

本実施形態では、シースチューブ８１０の材質は、ニッケル基合金である。他の実施形態では、シースチューブ８１０の材質は、ステンレス鋼であってもよい。本実施形態では、シースチューブ８１０の外径は、約４．０ｍｍ（ミリメートル）である。本実施形態では、シースチューブ８１０の側面における肉厚は、約０．５ｍｍである。

【0022】

シースヒータ８００の発熱コイル８２０は、シースチューブ８１０の内側に設けられ、通電によって発熱するコイルである。発熱コイル８２０の先端側は、シースチューブ８１０の内側に溶接によって接合されている。発熱コイル８２０の後端側は、溶接によって制御コイル８４０に接合されている。

【0023】

シースヒータ８００の制御コイル８４０は、シースチューブ８１０の内側に設けられ、発熱コイル８２０による発熱を制御するコイルである。制御コイル８４０の先端側は、溶接によって発熱コイル８２０に接合されている。制御コイル８４０の後端側は、中軸２００の先端部２１０に接続されている。

【0024】

シースヒータ８００の絶縁粉末８７０は、電気絶縁性を有する粉末である。本実施例では、絶縁粉末８７０は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から主に成る。絶縁粉末８７０は、シースチューブ８１０の内側に充填され、中軸２００と、シースチューブ８１０と、発熱コイル８２０と、制御コイル８４０との各隙間を電気的に絶縁する。

【0025】

グロープラグ１０の主体金具５００は、中心線ＣＬを中心に後端側から先端側へと延びた筒状を成す金属製の導体である。主体金具５００は、中心線ＣＬを中心に延びた貫通孔を構成する部位として、軸孔部５１０と、軸孔部５２０と、軸孔部５３０とを有する。主体金具５００は、軸孔部５１０，５２０，５３０の他、工具係合部５６０と、ネジ部５７０と、円筒部５８０と、先端部５９０とを有する。

【0026】

主体金具５００の軸孔部５１０は、中心線ＣＬを中心に後端側から先端側へ向けて、シースヒータ８００の外径より大きな内径を有する。軸孔部５１０は、中軸２００およびシースヒータ８００との間に空隙を形成する。

【0027】

主体金具５００の軸孔部５２０は、軸孔部５１０より先端側に位置し、軸孔部５２０には、シースヒータ８００が圧入されている。軸孔部５２０の内径は、シースヒータ８００を圧入可能にするためシースヒータ８００の外径より小さい。

【0028】

主体金具５００の軸孔部５３０は、軸孔部５２０より先端側に位置し、シースヒータ８００の外径より大きな内径を有する。軸孔部５３０は、シースヒータ８００との間に空隙を形成する。

【0029】

主体金具５００の工具係合部５６０は、グロープラグ１０の取り付けおよび取り外しに用いられる工具（図示しない）に係り合うことが可能に構成された部位である。本実施形態では、工具係合部５６０は、ＸＹ平面に沿った断面形状が多角形（例えば、六角形）を成す外周面を有する。

【0030】

主体金具５００のネジ部５７０は、工具係合部５６０より先端側に位置し、内燃機関（図示しない）に対して嵌り合う雄ネジが外周面に形成された部位である。本実施形態では、ネジ部５７０に形成された雄ネジの呼び径は、Ｍ８である。他の実施形態では、ネジ部５７０の呼び径は、Ｍ８より小さくてもよいし、Ｍ８より大きくてもよい。

【0031】

主体金具５００の円筒部５８０は、ネジ部５７０より先端側に位置し、円柱状を成す部位である。主体金具５００の先端部５９０は、主体金具５００の先端側における端部である。

【0032】

図２は、主体金具５００の先端側を中心にグロープラグ１０の部分断面を示す説明図である。図２では、＋Ｙ軸方向の片側断面のみが図示され、−Ｙ軸方向の片側断面が省略されている。

【0033】

主体金具５００は、素地５０２と、めっき層５０４とを有する。主体金具５００の素地５０２は、主体金具５００の各部を形成する。本実施形態では、素地５０２の材質は、炭素鋼である。主体金具５００のめっき層５０４は、素地５０２の表面のうち、少なくとも軸孔部５２０の表面の一部に形成されている。本実施形態では、めっき層５０４は、工具係合部５６０から、ネジ部５７０、円筒部５８０、先端部５９０および軸孔部５３０を経て、軸孔部５２０の先端側に至る範囲に形成されている。本実施形態では、めっき層５０４の材質は、亜鉛（Ｚｎ）である。他の実施形態では、めっき層５０４の材質は、ニッケル（Ｎｉ）であってもよいし、亜鉛（Ｚｎ）−ニッケル（Ｎｉ）合金であってもよい。

【0034】

主体金具５００は、軸孔部５２０の一部として、内面５２１と内面５２２とを有する。主体金具５００の内面５２１は、素地５０２がシースヒータ８００と直接的に接する第１の内面である。主体金具５００の内面５２２は、素地５０２がめっき層５０４を介してシースヒータ８００と接する第２の内面である。本実施形態では、内面５２１および内面５２２は、ネジ部５７０より先端側に位置する。

【0035】

本実施形態では、内面５２２は、内面５２１より先端側に位置する。他の実施形態では、内面５２２は、内面５２１より後端側に位置してもよい。他の実施形態では、内面５２２は、内面５２１と混在してもよい。他の実施形態では、内面５２１および内面５２２は、先端側から後端側に向けて交互に存在してもよい。他の実施形態では、内面５２１および内面５２２は、軸孔部５２０の内周方向にわたって交互に存在してもよい。

【0036】

主体金具５００に対してシースヒータ８００を挿入する作業性を向上させる観点から、内面５２２は、軸孔部５２０の部位のうちシースヒータ８００の挿入を受け入れる側（本実施形態では先端側）に位置することが好ましい。めっき層５０４によって軸孔部５２０に内面５２２を形成する作業性を向上させる観点から、内面５２２は、軸孔部５２０の部位のうち先端部５９０側に位置することが好ましい。

【0037】

内面５２１の面積Ａと内面５２２の面積Ｂとの関係は、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≧０．１５を満たすことが好ましい。値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）は、０．９５以下であることが好ましく、０．９０以下であることがいっそう好ましい。値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）に関する評価については後述する。

【0038】

Ａ２．グロープラグの製造方法
図３は、グロープラグ１０の製造方法を示す工程図である。グロープラグ１０を製造する際には、製造者は、グロープラグ１０を構成する各種部材を用意する（工程Ｐ１１０）。本実施形態では、製造者は、グロープラグ１０の部材の１つとして、めっき層５０４が形成されていない主体金具５００を用意する。

【0039】

各種部材を用意した後（工程Ｐ１１０）、製造者は、主体金具５００にめっき層５０４を形成するメッキ工程（工程Ｐ１４２）を行う。メッキ工程（工程Ｐ１４２）において、製造者は、主体金具５００の内面を部分的にめっきする。これによって、主体金具５００の軸孔部５２０には、内面５２１および内面５２２が形成される。軸孔部５２０の内面５２１は、素地５０２が露出している第１の内面である。軸孔部５２０の内面５２２は、素地５０２の上にめっき層５０４が形成されている内面である。本実施形態では、製造者は、工具係合部５６０から、ネジ部５７０、円筒部５８０、先端部５９０および軸孔部５３０を経て、軸孔部５２０の先端側にわたって、めっき層５０４を形成する。本実施形態では、めっき層５０４の材質は、亜鉛（Ｚｎ）である。

【0040】

メッキ工程（工程Ｐ１４２）を行った後、製造者は、主体金具５００にシースヒータ８００を圧入する圧入工程（工程Ｐ１４４）を行う。圧入工程（工程Ｐ１４４）において、製造者は、主体金具５００の内面５２１および内面５２２をシースヒータ８００に接触させることによって、主体金具５００にシースヒータ８００を圧入する。これによって、軸孔部５２０の内面５２１では、素地５０２がシースヒータ８００と直接的に接し、軸孔部５２０の内面５２２では、素地５０２がめっき層５０４を介してシースヒータ８００と接する。本実施形態では、製造者は、シースヒータ８００に中軸２００を挿入した状態で、主体金具５００の先端部５９０側から軸孔部５２０へとシースヒータ８００を圧入する。

【0041】

主体金具５００にシースヒータ８００を圧入した後（工程Ｐ１４４）、製造者は、主体金具５００に各種部材（例えば、ナット１００およびリング３００など）を取り付ける（工程Ｐ１８０）。これらの工程を経て、グロープラグ１０が完成する。

【0042】

Ａ３．グロープラグの評価
図４、図５、図６および図７は、グロープラグ１０の特性を評価した結果を示す表である。試験者は、評価対象となるグロープラグ１０として、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が異なる複数の試料を用意した。本評価試験では、試験者は、グロープラグ１０の仕様ごとに５０個の試料を用意した。

【0043】

図４〜図７に示すめっき割合は、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）を百分率として表す値である。めっき割合０％は、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．００であることを示す。すなわち、めっき割合０％の試料では、主体金具５００の軸孔部５２０に、素地５０２がめっき層５０４を介してシースヒータ８００と接する内面５２２が存在しない。めっき割合１００％は、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が１．００であることを示す。すなわち、めっき割合１００％の試料では、主体金具５００の軸孔部５２０に、素地５０２がシースヒータ８００と直接的に接する内面５２１が存在しない。

【0044】

本評価試験では、試験者は、めっき割合を算出する際、蛍光Ｘ線分析装置を用いて、軸孔部５２０におけるめっき層５０４の厚さを測定した。蛍光Ｘ線分析装置による測定点は、主体金具５００の軸孔部５２０の内面のうち、中心線ＣＬに沿った異なる３つの領域上にそれぞれ０．２ｍｍ間隔で並ぶ点である。試験者は、３つの領域から得た測定値を用いて、同じＺ軸上の位置から得た３つの測定値の平均値を算出した。３つの測定値の平均値が０．５μｍ（マイクロメートル）以上である場合、試験者は、これらの測定値が得られた軸孔部５２０におけるＺ軸上の全周にわたって、めっき層５０４が存在すると判断した。試験者は、このような、めっき層５０４の有無の判断に基づいて、めっき割合を算出した。

【0045】

試験者は、図４の試料として、次の仕様を満たす主体金具５００およびシースヒータ８００を用いて、めっき割合が異なる複数の試料を作製した。
・ネジ部５７０の呼び径：Ｍ８
・円筒部５８０における外径（金具外径）ＯＤｆ：６．７ｍｍ
・素地５０２の材質：炭素鋼
・めっき層５０４の材質：Ｚｎ（亜鉛）
・シースチューブ８１０の外径（チューブ外径）ＯＤｔ：４．０ｍｍ

【0046】

試験者は、図５の試料として、次の仕様を満たす主体金具５００およびシースヒータ８００を用いて、めっき割合が異なる複数の試料を作製した。
・ネジ部５７０の呼び径：Ｍ１０
・円筒部５８０における外径（金具外径）ＯＤｆ：８．３ｍｍ
・素地５０２の材質：炭素鋼
・めっき層５０４の材質：Ｚｎ（亜鉛）
・シースチューブ８１０の外径（チューブ外径）ＯＤｔ：４．０ｍｍ

【0047】

試験者は、図６の試料として、次の仕様を満たす主体金具５００およびシースヒータ８００を用いて、めっき割合が異なる複数の試料を作製した。
・ネジ部５７０の呼び径：Ｍ８
・円筒部５８０における外径（金具外径）ＯＤｆ：６．７ｍｍ
・素地５０２の材質：炭素鋼
・めっき層５０４の材質：Ｚｎ−Ｎｉ（亜鉛−ニッケル合金）
・シースチューブ８１０の外径（チューブ外径）ＯＤｔ：４．０ｍｍ

【0048】

試験者は、図７の試料として、次の仕様を満たす主体金具５００およびシースヒータ８００を用いて、めっき割合が異なる複数の試料を作製した。
・ネジ部５７０の呼び径：Ｍ１０
・円筒部５８０における外径（金具外径）ＯＤｆ：８．３ｍｍ
・素地５０２の材質：炭素鋼
・めっき層５０４の材質：Ｚｎ−Ｎｉ（亜鉛−ニッケル合金）
・シースチューブ８１０の外径（チューブ外径）ＯＤｔ：４．０ｍｍ

【0049】

試験者は、グロープラグ１０の気密性を評価するために、各試料に対して気密試験を行った。気密試験において、試験者は、日本工業規格ＪＩＳ５１０３−１９９２に規定された気密試験に準拠して、シリンダーヘッドに相当する試験台にグロープラグ１０を取り付けた後、グロープラグ１０の先端側から４ＭＰａ（メガパスカル）の空気圧を１５秒間加えている間、主体金具５００の内部から空気が漏れるか否かを調べた。試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の気密性を評価した。
○（良）：５０個全ての試料に空気の漏れ無し
×（劣）：１個以上の試料に空気の漏れ有り

【0050】

試験者は、グロープラグ１０におけるシースチューブ８１０の変形を評価するために、ネジ部５７０において中心線ＣＬを中心にグロープラグ１０を回転させて、シースチューブ８１０が描く軌跡の直径を測定した。試験者は、次の評価基準に基づいて、各試料におけるシースチューブ８１０の変形を評価した。
＜ネジ部５７０の呼び径がＭ８の場合＞
○（良）：シースチューブ８１０が描く軌跡の直径が０．５ｍｍ以下
×（劣）：シースチューブ８１０が描く軌跡の直径が０．５ｍｍ超過
＜ネジ部５７０の呼び径がＭ１０の場合＞
○（良）：シースチューブ８１０が描く軌跡の直径が０．７ｍｍ以下
×（劣）：シースチューブ８１０が描く軌跡の直径が０．７ｍｍ超過

【0051】

試験者は、主体金具５００からシースチューブ８１０を引き抜くために必要な抜け荷重を評価するために、主体金具５００を把持した状態でシースチューブ８１０に圧力を加え、シースチューブ８１０が主体金具５００から抜ける際の荷重を測定した。試験者は、抜け荷重の下限規格を１５０ｋｇｆ（重量キログラム）（１４７１Ｎ（ニュートン））として、シースチューブ８１０の抜け荷重から工程能力指数（Ｃｐ）を算出した。試験者は、次の評価基準に基づいて、各試料におけるシースチューブ８１０の抜け荷重を評価した。
○（良）：１．３３≦Ｃｐ
△（可）：１．００≦Ｃｐ＜１．３３
×（劣）：Ｃｐ＜１．００

【0052】

図４〜図７に示す結果によれば、グロープラグ１０の気密性を確保する観点から、めっき割合が５％以上であること、すなわち、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５以上であることが好ましい。また、シースチューブ８１０の変形を抑制する観点から、めっき割合が１５％以上であること、すなわち、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．１５以上であることが好ましい。また、シースチューブ８１０の抜け荷重を十分に確保する観点から、めっき割合が９５％以下であること、すなわち、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．９５以下であることが好ましく、めっき割合が９０％以下であること、すなわち、値Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．９０以下であることがいっそう好ましい。

【0053】

Ａ４．効果
以上説明した第１実施形態によれば、主体金具５００は、素地５０２がシースヒータ８００と直接的に接する内面５２１と、素地５０２がめっき層５０４を介してシースヒータ８００と接する内面５２２とを有する。そのため、内面５２１においてシースヒータ８００との摩擦力を増大させることによって、主体金具５００に対するシースヒータ８００の接合強度を向上させるとともに、内面５２２においてシースヒータ８００との密着性を向上させることによって、主体金具５００とシースヒータ８００との間の気密漏れを防止できる。

【0054】

また、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≧０．１５を満たすことによって、シースヒータ８００を損傷させることなく、主体金具５００に対するシースヒータ８００の接合強度を向上させるとともに、主体金具５００とシースヒータ８００との間の気密漏れを防止できる。

【0055】

また、ネジ部５７０より肉厚を確保しにくい円筒部５８０に内面５２１および内面５２２が位置する場合であっても、主体金具５００に対するシースヒータ８００の接合強度を向上させるとともに、主体金具５００とシースヒータ８００との間の気密漏れを防止できる。

【0056】

Ｂ．第２実施形態
図８は、第２実施形態におけるグロープラグ１０Ｂの構成を示す説明図である。グロープラグ１０Ｂは、軸孔部５２０がネジ部５７０の内側に位置する点を除き、第１実施形態のグロープラグ１０と同様である。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、内面５２１においてシースヒータ８００との摩擦力を増大させることによって、主体金具５００に対するシースヒータ８００の接合強度を向上させるするとともに、内面５２２においてシースヒータ８００との密着性を向上させることによって、主体金具５００とシースヒータ８００との間の気密漏れを防止できる。

【0057】

Ｃ．他の実施形態
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0058】

本発明は、グロープラグ（メタルグロープラグ）への適用に限らず、流体（例えば、水、燃料など）を加熱するヒータ、ならびに、触媒活性用のヒータなど、他の加熱装置に適用できる。加熱装置を固定する手法は、ネジ部５７０を利用する固定に限らず、加熱装置の外周に設けたフランジ（突出部）の貫通孔にボルトを通すことによる手法であってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０，１０Ｂ…グロープラグ
１００…ナット
２００…中軸
２１０…先端部
２９０…後端部
３００…リング
４１０…絶縁ブッシュ
４６０…Ｏリング
５００…主体金具
５０２…素地
５０４…めっき層
５１０…軸孔部
５２０…軸孔部
５２１…内面（第１の内面）
５２２…内面（第２の内面）
５３０…軸孔部
５６０…工具係合部
５７０…ネジ部
５８０…円筒部
５９０…先端部
６００…パッキン
８００…シースヒータ
８１０…シースチューブ
８２０…発熱コイル
８４０…制御コイル
８７０…絶縁粉末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】