JP2014169800A - グロープラグおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストな金属材料を用いた場合であっても良好な耐熱性と耐久性とを有するグロープラグを提供可能とする。
【解決手段】グロープラグは、軸線方向に延び、先端が閉塞した金属製のシース管と、シース管の内側に軸線方向に沿って配置される発熱体と、を備える。シース管は、アルミニウムを含有しており、グロープラグは、シース管の素材内部から少なくとも径方向外側の表面に向けてアルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、グロープラグおよびその製造方法に関する。

エンジンに取り付けられるグロープラグは、コイル状の発熱体と、発熱体を内側に収容するシース管（シースチューブともいう）とを有している（例えば、特許文献１参照）。シース管は、発熱体による発熱に耐えるため、その材料として、例えば、インコネル（商標）６０１等のニッケル系合金が採用される。インコネル６０１は、高温環境下において、保護性皮膜として働く酸化クロム領域が表面に形成され、更に、酸化クロム領域の直下に酸化アルミニウムがクサビ状に形成されるため、高い耐熱性と耐久性とを有している。

特開２０１２−０４２１９６号公報 特開２０１０−２７０９８１号公報 特開２００９−１５８４３１号公報

しかし、上述したインコネル６０１は、アルミニウムの濃度が高く、比較的高価な材料であるため、グロープラグの製造コストが嵩むという問題があった。そのため、低コストな金属材料を用いた場合であっても良好な耐熱性と耐久性とを有するグロープラグを提供可能な技術が求められていた。

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。

（１）本発明の一形態によれば、軸線方向に延び、先端が閉塞した金属製のシース管と、前記シース管の内側に前記軸線方向に沿って配置される発熱体と、を備えるグロープラグが提供される。前記シース管は、アルミニウムを含有し、前記グロープラグは、前記シース管の素材内部から少なくとも径方向外側の表面に向けて前記アルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域を有する。この形態のグロープラグによれば、シース管の素材内部から少なくとも径方向外側の表面に向けてアルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域を有している。そのため、シース管の表面に酸化クロム領域が形成された場合に、その直下に、クサビ状に酸化アルミニウム領域が形成されることになる。その結果、シース管の熱膨張・収縮によって酸化クロム領域が剥がれてしまうことが抑制されるので、アルミニウムの濃度が低い低コストな金属材料を用いた場合であっても良好な耐熱性と耐久性とを有するグロープラグを提供することができる。また、上記形態によれば、濃度変化領域に存在するアルミニウムによって、外部からシース管内に透過しようとする窒素が捉えられるので、発熱体がアルミニウムを含む場合に、発熱体の窒化を抑制することができる。よって、発熱体の耐久性を向上させることができる。更に、上記形態によれば、シース管の素材内部のアルミニウムの含有量を少なくすることができるので、シース管の素材内部におけるシース管８１０の主成分（例えば、Ｆｅ）の濃度を高くすることが可能となり、これによりシース管の熱伝導性を高めることができる。よって、発熱効率の高いグロープラグを提供することができる。

（２）上記グロープラグにおいて、前記濃度変化領域は、前記アルミニウムの濃度が連続的に上昇している部分を含んでいてもよい。このような形態のグロープラグであれば、濃度変化領域に、アルミニウムの濃度が連続的に上昇している部分が含まれているので、濃度変化領域中に、ひび割れや剥がれが発生することを抑制できる。

（３）上記グロープラグにおいて、前記シース管の前記濃度変化領域よりも前記表面側に、酸化アルミニウム領域または窒化アルミニウム領域が形成されていてもよい。濃度変化領域よりも表面側に酸化アルミニウム領域が形成されていれば、シース管の耐熱性を高めることができる。また、濃度変化領域よりも表面側に、窒化アルミニウム領域が形成されれば、発熱体がアルミニウムを含む場合に、発熱体の窒化を抑制することができる。

（４）上記グロープラグにおいて、前記濃度変化領域に、前記アルミニウムの濃度が１％以上である部分が、前記シース管の厚み方向に５０μｍ以上存在してもよい。このような形態のグロープラグであれば、酸化アルミニウムがシース管の表面側から剥がれたとしても、迅速に酸化アルミニウムを再生することができる。よって、グロープラグの耐久性を高めることができる。

（５）上記グロープラグにおいて、前記シース管の前記濃度変化領域よりも内部の部分における前記アルミニウムの濃度が、１．８％以上、２．４％以下であってもよい。このような形態のグロープラグであれば、このような濃度のアルミニウムを含有するニッケル系合金をシース管の素材として採用することができる。

（６）上記グロープラグにおいて、前記シース管は炭素を含有し、前記シース管の前記濃度変化領域よりも内部の部分における前記炭素の濃度が０．０１％以上、０．１％以下であってもよい。このような形態のグロープラグであれば、炭素の濃度が比較的低いため、シース管にクロムが含まれている場合に、クロムの炭素物が生成されることが抑制される。そのため、シース管の耐久性を向上させることができる。

（７）上記グロープラグにおいて、前記シース管の最大厚みと最小厚みの差が、最小厚みの２０％以内であってもよい。このような形態のグロープラグであれば、濃度変化領域を形成する際の熱処理時等に、シース管が歪んでしまうことを抑制することができる。

（８）上記グロープラグにおいて、前記シース管は、鉄系金属、ステンレス系金属、または、ニッケル系合金によって形成されてもよい。このように、シース管は、様々な金属によって形成することができる。

（９）本発明の他の形態によれば、軸線方向に延び、先端が閉塞した金属製のシース管と；前記シース管の内側に前記軸線方向に沿って配置される発熱体と、を有するグロープラグの製造方法が提供される。この製造方法は、（ａ）前記シース管の少なくとも径方向外側の表面に対して、アルミニウム拡散浸透処理を施す工程と；（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記シース管内に前記発熱体を配置する工程と、を備える。このような形態のグロープラグの製造方法であれば、アルミニウム拡散浸透処理を施すことにより、上述した濃度変化領域を形成することができる。よって、上述した効果を奏するグロープラグを製造することができる。

本発明は、上述したグロープラグおよびグロープラグの製造方法としての形態に限らず、種々の形態で実現することが可能である。例えば、グロープラグを備える車両等の形態で実現することができる。

グロープラグを示す説明図である。 シースヒータの詳細な構成を示す断面図である。 シース管の断面を示す図である。 グロープラグの製造方法を示すフローチャートである。 シース管の厚みとアルミニウム濃度とを示す図である。 クサビ状の酸化アルミニウム領域を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態としてのグロープラグ１０を示す説明図である。グロープラグ１０は、熱を発生させるシースヒータ（発熱装置）８００を備え、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関（図示せず）の始動時における点火を補助する熱源として機能する。グロープラグ１０は、シースヒータ８００の他、中軸２００と、主体金具５００とを備える。これらグロープラグ１０を構成する部材は、グロープラグ１０の軸線Ｏに沿って組み付けられている。図１では、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におけるシースヒータ８００側を「先端側」と呼び、係合部材１００側を「後端側」と呼ぶ。

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シースヒータ８００を保持する。また、主体金具５００は、後端側の端部において絶縁部材４１０およびＯ（オー）リング４６０を介して中軸２００を保持する。絶縁部材４１０の軸線Ｏに沿った位置は、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固定される。更に、主体金具５００は、絶縁部材４１０からシースヒータ８００に至る中軸２００の部位を内包する。主体金具５００は、軸孔５１０と、工具係合部５２０と、雄ネジ部５４０とを備える。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よりも大きな径を有する。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、シースヒータ８００が圧入されて接合されている。主体金具５００の工具係合部５２０は、グロープラグ１０の取り付けおよび取り外しに用いられる工具（図示しない）に係合する。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。

中軸２００は、導電材料で円柱状に成形された部材である。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先端部２１０と、後端側に設けられた雄ネジ部２９０とを備える。先端部２１０は、シースヒータ８００の内部に挿入される。他方、雄ネジ部２９０は、主体金具５００から突出している。雄ネジ部２９０には、係合部材１００が嵌り合う。

図２は、シースヒータ８００の詳細な構成を示す断面図である。シースヒータ８００は、シースヒータ８００の内部に中軸２００の先端部２１０が挿入された状態で、主体金具５００の軸孔５１０に圧入され接合されている。シースヒータ８００は、シース管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。

シース管８１０は、軸線Ｏ方向に延び、先端が閉塞した筒状部材である。シース管８１０は、発熱コイル８２０と、制御コイル８３０と、絶縁粉末８４０とを内包する。シース管８１０は、外側に向けて丸く形成された先端部８１１と、先端部８１１とは反対側に開口した端部である後端部８１９とを備える。この後端部８１９からシース管８１０の内部に中軸２００の先端部２１０が挿入されている。シース管８１０は、パッキン６００および絶縁粉末８４０によって中軸２００と電気的に絶縁される。一方、シース管８１０は、主体金具５００と接触して電気的に接続されている。

本実施形態では、シース管８１０は、鉄とクロムと炭素とを含有するオーステナイト系ステンレス材料によって形成されている。具体的には、オーステナイト系ステンレスの一種であるＳＵＳ３１０Ｓによって形成されている。ＳＵＳ３１０Ｓには、シース管８１０の一般的な素材であるインコネル６０１に含まれているアルミニウムは、不純物としての含有量しか含まれていない。そのため、本実施形態では、後述する製造工程において、シース管８１０に対してアルミニウム拡散浸透処理が施されることで、シース管８１０の素材内部から少なくとも径方向外側の表面に向けてアルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域を形成する。濃度変化領域の詳細については後述する。なお、本明細書において、「濃度」とは、質量パーセント濃度を指す。

図３は、軸線Ｏに垂直な方向におけるシース管８１０の断面を示す図である。本実施形態では、シース管８１０の最大の厚みＴ２と最小の厚みＴ１の差が、最小の厚みＴ１の２０％以内になるように、シース管８１０が形成されている。すなわち、シース管８１０の最大の厚みＴ２と最小の厚みＴ１は、以下の関係式（１）を満たしている。

Ｔ２−Ｔ１≦Ｔ１＊２０％ ・・・（１）

発熱コイル８２０（図２）は、例えば、導電材料である鉄（Ｆｅ）−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）合金で形成されたコイルである。発熱コイル８２０は、シース管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、先端側のコイル端部である先端部８２１と、後端側のコイル端部である後端部８２９とを備える。先端部８２１は、シース管８１０の先端部８１１の内壁に溶接されることによりシース管８１０と電気的に接続される。後端部８２９は、制御コイル８３０に溶接されることにより制御コイル８３０と電気的に接続される。

制御コイル８３０は、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）で形成されたコイルである。制御コイル８３０は、シース管８１０の内側に設けられ、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、先端側のコイル端部である先端部８３１と、後端側のコイル端部である後端部８３９とを備える。先端部８３１は、発熱コイル８２０の後端部８２９に溶接されることにより発熱コイル８２０と電気的に接続される。後端部８３９は、中軸２００の先端部２１０に接合されることにより中軸２００と電気的に接続される。

絶縁粉末８４０は、電気絶縁性を有する絶縁材料の粉末である。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、シース管８１０の内側に充填され、シース管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。

図４は、本実施形態のグロープラグ１０の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の製造方法では、まず、筒状に加工されたシース管８１０が用意され、そのシース管８１０の表面に対して、アルミニウム拡散浸透処理が施される（ステップＳ１０）。シース管８１０を筒状に加工するには、例えば、板材を筒状にまるめてアーク溶接を行う手法や、板材を深絞りする手法が用いられる。本実施形態では、後述するスウェージング加工が施される前のシース管８１０の少なくとも径方向内側の表面の粗度が、Ｒｚ２５μｍ以下になるように、シース管８１０が形成される。表面の粗度は、例えば、シース管８１０が筒状に加工される前の板材の段階、あるいは、筒状に加工された後に、少なくとも径方向内側の表面を研磨することで調整することができる。なお、アルミニウム拡散浸透処理とは、所定のケース内に、処理対象の金属材料と、アルミニウム粉末と、ハロゲン化物等とを充填して密閉し、所定の時間、炉内において９００〜１１００℃に加熱することで、対象の金属材料の表面にアルミニウムの拡散浸透領域を形成する処理である。本実施形態では、スウェージング加工が施される前のシース管８１０の径方向内側の表面の粗度を上記のように比較的小さな粗度とするため、アルミニウム拡散浸透処理を行うにあたり、アルミニウム粉末等がシース管８１０内に引っ掛かって詰まってしまうことによりシース管８１０内にアルミニウム粉末等を供給できなくなる現象（ブリッジ現象）を抑制することができる。よって、アルミニウム粉末等をシース管８１０内にスムーズに供給することができるので、アルミニウム拡散浸透処理を良好に行うことができる。

図５は、本実施形態における製造方法の各工程におけるシース管８１０の厚みとアルミニウム濃度とを示す図である。図５には、シース管８１０のうち、図２において丸印Ｐで囲った部分の断面を示している。なお、丸印Ｐ以外の部分についてもシース管８１０は同様の特性を有している。

図５（Ａ）に示すように、上記ステップＳ１０においてアルミニウム拡散浸透処理が施される前には、シース管８１０の内部では、アルミニウムの濃度は一定となる。ただし、本実施形態では、シース管８１０の素材としてＳＵＳ３１０Ｓを用いているため、アルミニウム拡散浸透処理前には、シース管８１０内のアルミニウムの濃度は不純物としての含有量しか含まれていないので、非常に小さい値である。

図５（Ｂ）に示すように、上記ステップＳ１０においてアルミニウム拡散浸透処理が施されると、シース管８１０は、表面からアルミニウムが浸透した分、厚みが増す。そして、シース管８１０の内部から、少なくとも径方向外側の表面に向けてアルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域２０が形成される。この濃度変化領域２０には、アルミニウムの濃度が連続的に上昇している部分が含まれる。本実施形態では、濃度変化領域２０に、アルミニウムの濃度が１％（好ましくは５％）以上である部分が、シース管８１０の厚み方向に５０μｍ以上形成されるように、アルミニウム拡散浸透処理を行う。

シース管８１０の濃度変化領域２０よりも内部の領域（以下、「内部領域２５」という）における、炭素濃度は、０．０１％以上、０．１％以下である。この内部領域２５の炭素濃度は、ステップＳ２０において、アルミニウム拡散浸透処理が施される前のシース管８１０全体の炭素濃度と同じである。つまり、アルミニウム拡散浸透処理前後において、内部領域２５における炭素濃度に変化はない。シース管８１０中のアルミニウムや炭素の濃度は、電子線マイクロアナライザを用いて分析することが可能である。

本実施形態では、上記ステップＳ１０において、シース管８１０の内側および外側の両方からアルミニウム拡散浸透処理を行う。そのため、図５（Ｂ）に示されているように、シース管８１０には、径方向外側と径方向内側の両側に濃度変化領域２０が形成されている。他の実施形態においては、アルミニウム拡散浸透処理をシース管８１０の径方向外側だけに施すことで、濃度変化領域２０をシース管８１０の径方向外側だけに形成してもよい。ここで、径方向外側、径方向内側と表記したのは、シース管８１０の径方向に沿った方向を意図して表記している。シース管８１０の先端部８１１は、外側に向けて丸く形成されているため、例えば、シース管８１０の最先端部においては、径方向外側は図１，２の下方向となり、径方向内側は図１，２の上方向となる。

図４のステップＳ１０においてシース管８１０にアルミニウム拡散浸透処理が施されると、シースヒータ８００の作成を行う（ステップＳ２０）。具体的には、シース管８１０の内側に中軸２００と一体化された制御コイル８３０および発熱コイル８２０を配置し、シース管８１０の先端部８１１の内側に発熱コイル８２０の先端部８２１を溶接する。そして、シース管８１０の内側に、絶縁粉末８４０を充填し、スウェージング加工等により、シース管８１０を所定の径に調整する。

シースヒータ８００を作成すると、上述したグロープラグ１０の組み立てを行う（ステップＳ３０）。具体的には、中軸２００の接合されたシースヒータ８００を主体金具５００の軸孔５１０に圧入して固定するとともに、主体金具５００の後端部分において、Ｏ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雄ネジ部２９０に螺合させて固定する。

こうしてグロープラグ１０が組み立てられると、最後に、グロープラグ１０に対してエージング処理が施される（ステップＳ４０）。このエージング処理では、組み立てられたグロープラグ１０に通電を行うことにより、シースヒータ８００を加熱した状態とする。このエージング処理が行われると、シース管８１０が高温になるため、シース管８１０の素材であるＳＵＳ３１０Ｓに含まれるクロムが酸化される。そうすると、図５（Ｃ）に示すように、シース管８１０の濃度変化領域２０よりも表面側に、酸化クロム領域３０が形成される。こうして酸化クロム領域３０が形成されると、濃度変化領域２０が形成されているだけの状態よりも、シース管８１０の厚みは厚くなる。濃度変化領域２０の表面側に酸化クロム領域３０が形成される一方で、濃度変化領域２０よりも表面側で、かつ、酸化クロム領域３０すぐ内側には、図６に示すように、酸化アルミニウム領域４０がクサビ状に形成される。このように、酸化アルミニウム領域４０が形成されると、濃度変化領域２０の最も外側の部分のアルミニウムの濃度が低下し、濃度低下領域５０が形成される。酸化アルミニウム領域４０における酸化アルミニウムの平均濃度は、濃度変化領域２０における酸化アルミニウムの平均濃度よりも高い。なお、上述したステップＳ４０のエージング処理は省略することも可能である。グロープラグ１０の出荷後に、グロープラグ１０がエンジンに取り付けられて実際に使用されれば、その使用時に酸化クロム領域３０と酸化アルミニウム領域４０とが形成されるからである。

以上で説明した本実施形態のグロープラグ１０は、シース管８１０の素材内部から少なくとも径方向外側の表面に向けてアルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域２０を有している。このように、径方向外側の表面にアルミニウムの濃度の高い部分が存在すると、シース管８１０が高温にさらされることで最外面に形成される酸化クロム領域３０のすぐ内側に、酸化アルミニウム領域４０が図６に示すようにクサビ状に形成される。そのため、シース管８１０の熱膨張・収縮によって酸化クロム領域３０が剥離してしまうことが抑制され、シース管８１０の耐久性および耐熱性を向上させることができる。

また、本実施形態では、アルミニウム拡散浸透処理によって、基材となる金属に濃度変化領域２０を形成するため、アルミニウムが含まれていない材料やアルミニウムの濃度が低い材料をシース管８１０の素材として採用することができる。よって、グロープラグ１０の製造コストを削減することができる。

また、本実施形態では、濃度変化領域２０に存在するアルミニウムによって、シース管８１０の外部に存在する窒素が捉えられると、酸化アルミニウム領域４０が形成される部分と同様の部分に、窒化アルミニウム領域が形成される。よって、外部の窒素がシース管８１０の内部まで透過して、アルミニウムが含まれる発熱コイル８２０を窒化させてしまうことを抑制することができる。よって、発熱コイル８２０の耐久性を向上させることができる。発熱コイル８２０の窒化を抑制するためには、濃度変化領域２０が、シース管８１０の径方向外側だけではなく、径方向内側にも形成されていることが好ましい。

更に、本実施形態によれば、シース管８１０の内部領域２５のアルミニウムの含有量を少なくすることができるので、内部領域２５においてシース管８１０の主成分（Ｆｅ）の濃度が相対的に高くなり、シース管８１０の熱伝導性が高まる。よって、発熱コイル８２０で生じた熱をエンジン内に効率的に伝導することが可能になる。

また、本実施形態では、濃度変化領域２０に、アルミニウムの濃度が連続的に上昇している領域が含まれているので、濃度変化領域２０中に、ひび割れや剥がれが発生することを抑制することができる。

また、本実施形態では、グロープラグ１０の製造工程においてエージング処理が施されるため、シース管８１０の表面に酸化クロム領域３０と酸化アルミニウム領域４０とを安定して形成することができる。

また、本実施形態では、濃度変化領域２０に、アルミニウムの濃度が１％（好ましくは５％）以上である部分がシース管８１０の厚み方向に５０μｍ以上存在している。そのため、酸化アルミニウム領域が、シース管８１０から剥がれたとしても、その内側に十分な量のアルミニウムが待機していることになるため、酸化アルミニウム領域４０を迅速に再生することが可能になる。よって、グロープラグ１０の耐久性を高めることができる。

また、本実施形態では、シース管８１０の内部領域２５の炭素濃度を０．０１％以上、０．１％以下とした。これは、つまり、アルミニウム拡散浸透処理を施す前の基材の炭素濃度が０．０１％以上、０．１％以下であることを意味する。シース管８１０に含まれる炭素の濃度が、このように比較的低い濃度であれば、シース管８１０中にクロムの炭化物が生成されることが抑制される。よって、シース管８１０の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、シース管８１０の最大の厚みと最小の厚みの差が、最小の厚みの２０％以内である。そのため、アルミニウム拡散浸透処理時における熱処理によってシース管８１０に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。

なお、本実施形態では、シース管８１０は、オーステナイト系ステンレス材料（ＳＵＳ３１０Ｓ）にアルミニウム拡散浸透処理を施すことで形成されている。しかし、シース管８１０は、他の材料によって形成することも可能である。例えば、フェライト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ４３０）や、Ｆｅ素材（例えば、ＳＰＣＣ）を採用することができる。また、ニッケル系合金に対してアルミニウム拡散浸透処理を施すことでも、シース管８１０を形成可能である。例えば、ニッケル系合金であるインコロイ（商標）８００に対してアルミニウム拡散浸透処理を施せば、インコネル６０１を用いてシース管８１０を形成するよりも安価にシース管８１０を製造することができる。なお、シース管８１０をニッケル系合金で形成する場合には、シース管８１０の内部領域２５のアルミニウム濃度が、１．８％以下、２．４％以下であることが好ましい。これは、つまり、アルミニウム拡散浸透処理を施す前の基材のアルミニウム濃度が１．８％以下、２．４％以下であることを意味する。また、前述の何れの材料を採用する場合においても、シース管８１０の内部領域２５の炭素濃度は０．０１％以上、０．１％以下であることが好ましい。

本実施形態のグロープラグ１０は、補助熱源としての機能のみを有しているが、燃焼圧センサ機能を有していても良い。この場合、シースヒータ８００を、軸線Ｏ方向に移動可能な構造とし、シースヒータ８００の変位を検出可能なセンサをグロープラグ１０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。

本発明は、上述の実施形態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。

１０…グロープラグ
２０…濃度変化領域
２５…内部領域
３０…酸化クロム領域
４０…酸化アルミニウム領域
５０…濃度低下領域
１００…係合部材
２００…中軸
２１０…先端部
２９０…雄ネジ部
３００…リング
４１０…絶縁部材
４６０…Ｏ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…シースヒータ
８１０…シース管
８１１…先端部
８１９…後端部
８２０…発熱コイル
８２１…先端部
８２９…後端部
８３０…制御コイル
８３１…先端部
８３９…後端部
８４０…絶縁粉末
Ｏ…軸線

Claims (9)

1. 軸線方向に延び、先端が閉塞した金属製のシース管と、
   前記シース管の内側に前記軸線方向に沿って配置される発熱体と、
   を備えるグロープラグであって、
   前記シース管は、アルミニウムを含有し、
   前記シース管の素材内部から少なくとも径方向外側の表面に向けて前記アルミニウムの濃度が高くなる濃度変化領域を有することを特徴とするグロープラグ。
2. 請求項１に記載のグロープラグであって、
   前記濃度変化領域は、前記アルミニウムの濃度が連続的に上昇している部分を含むことを特徴とするグロープラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載のグロープラグであって、
   前記シース管の前記濃度変化領域よりも前記表面側に、酸化アルミニウム領域または窒化アルミニウム領域が形成されていることを特徴とするグロープラグ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記濃度変化領域に、前記アルミニウムの濃度が１％以上である部分が、前記シース管の厚み方向に５０μｍ以上存在することを特徴とするグロープラグ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記シース管の前記濃度変化領域よりも内部の部分における前記アルミニウムの濃度が、１．８％以上、２．４％以下であることを特徴とするグロープラグ。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記シース管は炭素を含有し、
   前記シース管の前記濃度変化領域よりも内部の部分における前記炭素の濃度が０．０１％以上、０．１％以下であることを特徴とするグロープラグ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記シース管の最大厚みと最小厚みの差が、最小厚みの２０％以内であることを特徴とするグロープラグ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記シース管は、鉄系金属、ステンレス系金属、または、ニッケル系合金によって形成されていることを特徴とするグロープラグ。
9. 軸線方向に延び、先端が閉塞した金属製のシース管と、
   前記シース管の内側の空洞に前記軸線方向に沿って配置される発熱体と、
   を有するグロープラグの製造方法であって、
   （ａ）前記シース管の少なくとも径方向外側の表面に対して、アルミニウム拡散浸透処理を施す工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記シース管内に前記発熱体を配置する工程と、
   を備える製造方法。

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