JP4939343B2

JP4939343B2 - グロープラグ

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Publication number: JP4939343B2
Application number: JP2007218575A
Authority: JP
Inventors: 秀衛石井; 明和泰道
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: JP2009052790A

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に取り付けられ、使用時に昇温させる昇温部を備えるグロープラグに関する。

従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機関に取り付けられ、使用時にヒータによって昇温させる昇温部を有するグロープラグが知られている。例えば、特許文献１及び２にこのようなグロープラグが開示されている。
特許文献１のグロープラグは、昇温部をなすシースヒータを有している。このシースヒータは、金属からなる有底筒状のシース内に、発熱体としてコイル状の抵抗発熱線が配設され、更に、耐熱性絶縁粉体が充填されている（特許文献１の図１やその説明箇所等を参照）。
また、特許文献２のグロープラグは、昇温部をなすセラミックヒータを有している。このセラミックヒータは、絶縁性セラミックからなる円柱状のセラミック基体の内部に、導電性セラミック等からなるＵ字状の発熱体が埋設されている（特許文献２の図１やその説明箇所等を参照）。

特開２００４−１０１０８５号公報特開２００５−１９２４６号公報

特許文献１のいわゆるメタルタイプのヒータは、発熱体として金属コイルを用いているため、急速昇温や高温加熱を繰り返すと、発熱体に断線が生じるおそれがある。これに対し、特許文献２のいわゆるセラミックタイプのヒータは、発熱体を導電性セラミック等で形成しているので、断線を生じることが少なく、使用温度を比較的高温にすることも可能である。

しかしながら、特許文献１のグロープラグも特許文献２のグロープラグも、発熱体の電気抵抗を利用して通電により発熱させる発熱方式を用いているので、一部分のみを局部的に昇温させることが難しい。また、昇温部の外部表面と発熱体との間に絶縁物等の介在物が存在するため、発熱体の温度上昇と昇温部の外部表面の温度上昇とに時間差が生じるので、昇温部の外部表面の温度を急速に上昇させることが難しい。また、昇温部の個体ばらつきにより、到達温度やその温度までの到達時間にばらつきが生じやすい。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、昇温部を局部的に昇温させることができると共に、昇温部を急速に温度上昇させることができるグロープラグを提供することを目的とする。

その解決手段は、外部に露出し使用時に昇温させる昇温部を備えるグロープラグであって、前記昇温部は、レーザ光が照射される被照射面を有し、自身で生成した又は他から転送されたレーザ光を、前記被照射面に向けて放射して、前記昇温部を昇温させるレーザ光放射部と、少なくとも前記レーザ光放射部から前記被照射面までのレーザ光の光路を包囲する光路包囲部と、を備え、前記レーザ光放射部と前記被照射面とは、レーザ照射時に前記被照射面から放出される前記昇温部の成分が、前記レーザ光放射部に付着することを防止可能な距離だけ、空間を介して離間してなるグロープラグである。

本発明のグロープラグは、レーザ光放射部からレーザ光を被照射面に照射して昇温部を昇温させるので、従来のグロープラグに比して、一部分のみを局部的に昇温させることができる。また、昇温部の被照射面にレーザ光を照射しているので、従来のように昇温に時間差を生じることなく、急速に昇温部の温度を上昇させることができる。また、従来のような通電による発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきも生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグの構造を簡素化できる。また、レーザ発振器の発振出力を制御することで、昇温部の温度を緻密に制御できる。
しかも、被照射面はレーザ光の照射により高温となるが、レーザ光放射部を被照射面から空間を介して離しているので、被照射面の熱がレーザ光放射部に直接伝わりにくい。このため、レーザ光放射部が熱により変形したり劣化することなどを防止できる。
また、レーザ光放射部と被照射面とが接している場合や、これらの間にガラスロッドなど透明な詰め物を介在させた場合は、レーザ照射時に被照射面から放出される昇温部の成分（原子等）が、レーザ光放射部或いは詰め物に付着して、レーザ光の被照射面への放射が妨げられるおそれがある。これに対し、本発明では、レーザ光放射部と被照射面とが空間を介して離間しているので、上記のようにレーザ光の被照射面への照射が妨げられることを抑制できる。
加えて、レーザ光放射部と被照射面とが近いと、レーザ照射時に被照射面から放出される昇温部の成分（原子等）が、レーザ光放射部に付着して、レーザ光の被照射面への放射が妨げられるおそれがある。これに対し、本発明では、レーザ光放射部と被照射面とが十分に離間しているので、上記のようにレーザ光の被照射面への照射が妨げられることを防止できる。

なお、「レーザ光放射部」は、自身で生成した又は他から転送されたレーザ光を被照射面に向けて放射するものである。このレーザ光照射部としては、例えば、レーザ光を生成するレーザ発振器を有するものや、別途生成したレーザ光を転送する光学転送部材を有するもの、レーザ発振器と光学転送部材の両方を有するものなどが挙げられる。更に、レーザ発振器としては、例えば、半導体レーザ発振器、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器などが挙げられる。また、光学転送部材としては、例えば、レンズ、光ファイバ、ミラー、プリズムなどが挙げられる。

また、照射に用いる「レーザ光」に特に制限はないが、その転送性を考慮すれば、ＢＰＰ値で１００ｍｍ・ｍｒａｄ（半値・半角）以下とするのが好ましい。また、「レーザ光」の被照射面への照射は、レンズ等を用いて単純に集光させたり拡散させるだけでなく、回折格子等を用いて多点分岐させたり、照射強度分布をリング状や楕円状に成形して行ってもよい。
「被照射面」は、「昇温部」に設けたものであり、その形成位置は適宜変更でき、また、その形状も平面や曲面、凹凸面など適宜変更できる。例えば、先端が閉塞した有底筒状の金属筒を用いて、その筒状部分を「光路包囲部」とし、先端部を「昇温部」とした場合には、金属筒の先端部の内面を「被照射面」とすることができる。また、「被照射面」は、単数設ける他、複数設けることもできる。

更に、上記のグロープラグであって、前記光路包囲部は、中空筒状をなし、その内外間を気密としてなるグロープラグとすると良い。

本発明のグロープラグでは、光路包囲部によりレーザ光の光路を包囲すると共に、光路包囲部の内外間を気密としているので、このグロープラグを内燃機関の燃焼室等に挿入して使用した場合にも、燃焼ガス等が光路包囲部内に侵入することを防止できる。このため、燃焼ガス等の光路包囲部への侵入により、レーザ光放射部や被照射面に汚れや堆積物が発生することを防止できる。また、高温の燃焼ガス等が接触することによりレーザ光放射部が劣化することを防止し、また、燃焼ガス等の影響により被照射面の表面状態が変化することも防止できる。

更に、上記のいずれかに記載のグロープラグであって、前記昇温部は、１２００℃以上の融点を有する高融点材料からなるグロープラグとすると良い。

本発明のグロープラグは、昇温部を１２００℃以上の融点を有する高融点材料から構成しているので、レーザ照射による加熱で、昇温部が融解したり、変形したり、また、昇温部の被照射面から多量のプラズマやスパッタが放出されるのを防止できる。
なお、高融点材料は、耐熱性や加工性、コストなどを考慮して適宜選択することができるが、例えば、ステンレス、インコロイなどのＦｅ系合金、インコネルなどのＮｉ系合金、ステライトなどのＣｏ系合金等の高融点金属材、ＷＣやＳｉＣなど炭化物、窒化物、酸化物からなる単結晶や多結晶、セラミック、ガラスなどが挙げられる。

更に、上記のいずれかに記載のグロープラグであって、前記レーザ光放射部は、レンズ、光ファイバ、ミラー、プリズム及び光ファイバコネクタの少なくともいずれかの光学転送部材を含むグロープラグとすると良い。

本発明のグロープラグでは、レーザ光放射部は、レンズ、光ファイバ、ミラー、プリズム及び光ファイバコネクタの少なくともいずれかの光学転送部材を含むので、レーザ光が被照射面に適切に照射されるように、レーザ光放射部を容易に構成することができる。

更に、上記のいずれかに記載のグロープラグであって、前記レーザ光放射部は、レーザ光を生成するレーザ発振器を含むグロープラグとすると良い。

本発明のグロープラグでは、レーザ光放射部はレーザ発振器を含むので、別途レーザ発振器を用意し、レーザ光をグロープラグに入射させる光学系を構成する必要がない。従って、エンジン等の内燃機関にグロープラグを取り付けて、グロープラグのレーザ発振器を駆動すればよい。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態１に係るグロープラグ１００を示す。このグロープラグ１００は、内燃機関（ディーゼルエンジン）に取り付けられて、内燃機関の始動補助に用いられる。
グロープラグ１００は、基端部１１０ｋ（図１中、上側）と、この基端部１１０ｋから先端側に延びる円筒状の筒状部（光路包囲部）１１０ｃと、この筒状部１１０ｃの先端側を閉塞する先端部（昇温部）１１０ｓ（図１中、下側）とからなる有底筒状の主体金具１１０を備える。また、グロープラグ１００は、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に保持されたレーザ光放射部１２０を備える。なお、このグロープラグ１００は、従来のシースヒータやセラミックヒータを有しない。

主体金具１１０は、１２００℃以上の融点を有する高融点材料（具体的にはインコネル６０１）から一体形成されている。従って、その先端部１１０ｓも、この高融点材料から形成されている。この先端部１１０ｓは、使用時に例えば９００℃といった高温に昇温させる昇温部である。この昇温部１１０ｓは、外部に露出する外側面１１０ｓｇが半球面状をなすと共に、外部に露出しない内側面１１０ｓｎが平面をなしている。このうち、内側面１１０ｓｎは、後述するレーザ光ＬＳが照射される被照射面である。
また、主体金具１１０の基端部１１０ｋは、その内側にレーザ光放射部１２０を固定して、筒状部１１０ｃの後端側を閉塞している。このため、筒状部１１０ｃは、その内外間が気密とされている。そして、筒状部１１０ｃ内には、大気に代えて窒素ガスが充填されている。窒素ガスに置換することで、主体金具１１０（筒状部１１０ｃ）の内側に露出する各部について酸化等を防止できるからである。

また、主体金具１１０の筒状部１１０ｃの外周の所定位置には、雄ネジ部１１０ｍが設けられており、これにより、グロープラグ１００が内燃機関の所定位置に設けられた取付孔（図示しない）に取り付けられる。そして、グロープラグ１１０の昇温部１１０ｓが、内燃機関の燃焼室、或いはこれに連通する副燃焼室内に位置決めされる。

レーザ光放射部１２０は、本実施形態１では、レーザ光ＬＳを転送する光学転送部材を有する。具体的には、光学転送部材としての凸レンズ１２１と光ファイバ１２３と光ファイバコネクタ１２２，１２４とを有する。このうち、凸レンズ１２１は、主体金具１１０内の所定位置に固設されている。一方、光ファイバ１２３は、一端が主体金具１１０側の光ファイバコネクタ１２２に接続する一方、他端側が外部に延出し、他端が光ファイバコネクタ１２４に接続している。この光ファイバコネクタ１２４は、グロープラグ１００とは別に用意されて、グロープラグの外部に配置された外部レーザ発振器１８０に接続されている。この外部レーザ発振器１８０は、外部制御回路（図示しない）からの制御を受けて、所定のレーザ光ＬＳを放射する。

外部レーザ発振器１８０から放射されたレーザ光ＬＳは、光ファイバコネクタ１２４を介して光ファイバ１２３により入射され、光ファイバコネクタ１２２を介して凸レンズ１２１まで転送される。更に、レーザ光ＬＳは、この凸レンズ１２１から被照射面１１０ｓｎに向けて放射される。このようにしてレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに照射することで、この被照射面１１０ｓｎを含む昇温部１１０ｓだけを、短時間のうちに昇温させ高温にすることができる。
なお、本実施形態１では、内燃機関が冷えた状態でキースイッチがオンされたときに、外部レーザ発振器１８０で生成されるレーザ光ＬＳの条件を、１Ｊ／パルス，出力３０Ｗとしている。

レーザ光放射部１２０（凸レンズ１２１）は、図１を参照すれば容易に理解できるように、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に固定されており、レーザ光放射部１２０（凸レンズ１２１）と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、空間を介して離間している。具体的には、レーザ光放射部１２０（凸レンズ１２１）と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、２０ｍｍ以上離間している。この離間距離は、レーザ照射時に被照射面１１０ｓｎから放出される昇温部１１０ｓの成分（原子等）が、レーザ光放射部１２０（凸レンズ１２１）に付着することを防止できる十分長い距離である。
また、レーザ光放射部１２０から被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路は、中空筒状をなす主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより気密に包囲されている。

以上で説明したように、本実施形態１のグロープラグ１００は、レーザ光放射部１２０からレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに放射して、昇温部１１０ｓのみを局所的に昇温させることができる。また、被照射面１１０ｓｎにレーザ光ＬＳを照射することで昇温部１１０ｓを昇温させているので、通電により発熱させる場合に比して、急速に昇温部１１０ｓの温度を上昇させることができる。また、従来のような発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきが生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグ１００の構造を簡素化できる。また、外部レーザ発振器１８０の発振出力を制御することで、昇温部１１０ｓの温度を緻密に制御できる。

更に、本実施形態１では、レーザ光放射部１２０と被照射面１１０ｓｎとを、レーザ照射時に被照射面１１０ｓｎから放出される昇温部１１０ｓの成分が、レーザ光放射部１２０に付着することを防止できるように、空間を介して十分に離間させている。このため、被照射面１１０ｓｎがレーザ光ＬＳの照射により高温となっても、被照射面１１０ｓｎの熱はレーザ光放射部１２０に伝わりにくい。このため、レーザ光放射部１２０が熱により変形したり劣化することなどを防止できる。また、レーザ照射時に被照射面１１０ｓｎから放出される昇温部１１０ｓの成分（原子等）が、レーザ光放射部１２０に付着して、レーザ光ＬＳの被照射面１１０ｓｎへの放射が妨げられることがなく、安定して昇温部１１０ｓを昇温させることができる。

また、本実施形態１では、主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより、レーザ光放射部１２０から昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路を包囲して、筒状部１１０ｃの内外間を気密としている。このため、このグロープラグ１００を内燃機関に取り付けて使用した場合にも、燃焼ガス等が筒状部１１０ｃ内に侵入することを防止できる。従って、燃焼ガス等の筒状部１１０ｃ内への侵入により、レーザ光放射部１２０（凸レンズ１２１）や昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎに汚れや堆積物が発生することを防止できる。また、高温の燃焼ガス等が触れることによりレーザ光放射部１２０（凸レンズ１２１）が劣化することも防止できる。更に、燃焼ガス等の影響により被照射面１１０ｓｎの反射率など表面状態が変化することも防止できる。

また、本実施形態１では、昇温部１１０ｓを１２００℃以上の融点を有する高融点材料から構成しているので、レーザ照射による加熱で昇温部１１０ｓが融解したり、昇温部１１０ｓが変形したり、また、昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎから多量のプラズマやスパッタが放出されることを防止できる。
また、レーザ光放射部１２０を、凸レンズ１２１と光ファイバ１２３と光ファイバコネクタ１２２，１２４の光学転送部材を用いて構成しているので、レーザ光放射部１２０を容易に構成することができる。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。図２に本実施形態２に係るグロープラグ２００を示す。このグロープラグ２００は、レーザ光放射部２２０が凸レンズを有しない点が、上記実施形態１のレーザ光放射部１２０と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態２のグロープラグ２００は、基端部１１０ｋ、筒状部（光路包囲部）１１０ｃ、及び、先端部（昇温部）１１０ｓからなる有底筒状の主体金具１１０と、この主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に保持されたレーザ光放射部２２０とを備える。
本実施形態２では、レーザ光放射部２２０は、レーザ光ＬＳを転送する光学転送部材として、光ファイバ２２３と光ファイバコネクタ２２２，２２４とを有する。光ファイバ２２３は、一端が主体金具１１０側の光ファイバコネクタ２２２に接続する一方、他端側が外部に延出し、他端が光ファイバコネクタ２２４に接続している。光ファイバコネクタ２２４は、グロープラグ２００の外部に配置された外部レーザ発振器１８０に接続されている。
外部レーザ発振器１８０から放射されたレーザ光ＬＳは、光ファイバコネクタ２２４を介して光ファイバ２２３により入射され、光ファイバコネクタ２２２を介して被照射面１１０ｓｎに向けて放射される。このようにしてレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに照射することで、この被照射面１１０ｓｎを含む昇温部１１０ｓだけを、短時間のうちに昇温させ高温にすることができる。

レーザ光放射部２２０は、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に固定されており、レーザ光放射部２２０と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、空間を介して離間している。また、レーザ光放射部２２０から被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路は、中空筒状をなす主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより気密に包囲されている。

このように、本実施形態２のグロープラグ２００も、レーザ光放射部２２０からレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに放射して、昇温部１１０ｓのみを局所的に昇温させることができる。また、被照射面１１０ｓｎにレーザ光ＬＳを照射することで昇温部１１０ｓを昇温させているので、通電により発熱させる場合に比して、急速に昇温部１１０ｓの温度を上昇させることができる。また、従来のような発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきが生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグ２００の構造を簡素化できる。また、外部レーザ発振器１８０の発振出力を制御することで、昇温部１１０ｓの温度を緻密に制御できる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。図３に本実施形態３に係るグロープラグ３００を示す。このグロープラグ３００は、レーザ光放射部３２０がミラー３２５の他、レーザ発振器３２７をも有する点などが、上記実施形態１のレーザ光放射部１２０と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態３のグロープラグ３００は、基端部１１０ｋ、筒状部（光路包囲部）１１０ｃ、及び、先端部（昇温部）１１０ｓからなる有底筒状の主体金具１１０と、この主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に保持されたレーザ光放射部３２０とを備える。
本実施形態３では、レーザ光放射部３２０は、レーザ光ＬＳを生成するレーザ発振器３２７を有する他、レーザ光ＬＳを転送する光学転送部材として、凸レンズ３２１とミラー３２５を有する。このうち、凸レンズ３２１は、主体金具１１０内の所定位置に固設されている。一方、ミラー３２５とレーザ発振器３２７は、凸レンズ３２１よりも基端側（図３、上方）で、かつ、主体金具１１０よりも基端側に固設されている。
また、レーザ光放射部３２０は、レーザ光ＬＳの光路を包囲する光路包囲部材３２６を有する。この光路包囲部材３２６は、凸レンズ３２１とミラー３２５との間のレーザ光ＬＳの光路を包囲すると共に、ミラー３２５とレーザ発振器３２７との間のレーザ光ＬＳの光路を包囲している。

レーザ発振器３２７から放射されたレーザ光ＬＳは、ミラー３２５で反射され、凸レンズ３２１まで転送される、更に、レーザ光ＬＳは、この凸レンズ３２１から被照射面１１０ｓｎに向けて放射される。このようにしてレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに照射することで、この被照射面１１０ｓｎを含む昇温部１１０ｓだけを、短時間のうちに昇温させ高温にすることができる。

レーザ光放射部３２０は、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に固定されており、レーザ光放射部３２０と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、空間を介して離間している。また、レーザ光放射部３２０から被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路は、中空筒状をなす主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより気密に包囲されている。

このように、本実施形態３のグロープラグ３００も、レーザ光放射部３２０からレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに放射して、昇温部１１０ｓのみを局所的に昇温させることができる。また、被照射面１１０ｓｎにレーザ光ＬＳを照射することで昇温部１１０ｓを昇温させているので、通電により発熱させる場合に比して、急速に昇温部１１０ｓの温度を上昇させることができる。また、従来のような発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきが生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグ３００の構造を簡素化できる。また、レーザ発振器３２７の発振出力を制御することで、昇温部１１０ｓの温度を緻密に制御できる。

更に、本実施形態３では、レーザ光放射部３２０にレーザ発振器３２７を含むので、別途、外部レーザ発振器を用意し、レーザ光をグロープラグに入射させる光学系を構成する必要がない。従って、内燃機関にこのグロープラグ３００を取り付けて、グロープラグ３００のレーザ発振器３２７を駆動すればよい。その他、上記実施形態１等と同様な部分は、上記実施形態１等と同様な作用効果を奏する。

（実施形態４）
次いで、第４の実施の形態について説明する。図４に本実施形態４に係るグロープラグ４００を示す。このグロープラグ４００は、レーザ光放射部４２０がミラー４２５の他、レーザ発振器４２７をも有する点などが、上記実施形態１のレーザ光放射部１２０と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態４のグロープラグ４００は、基端部１１０ｋ、筒状部（光路包囲部）１１０ｃ、及び、先端部（昇温部）１１０ｓからなる有底筒状の主体金具１１０と、この主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に保持されたレーザ光放射部４２０とを備える。
本実施形態４では、レーザ光放射部４２０は、レーザ光ＬＳを生成するレーザ発振器４２７を有する他、レーザ光ＬＳを転送する光学転送部材として、ミラー４２５を有する。ミラー４２５とレーザ発振器４２７は、主体金具１１０よりも基端側に固設されている。
また、レーザ光放射部４２０は、レーザ光ＬＳの光路を包囲する光路包囲部材４２６を有する。この光路包囲部材４２６は、主体金具１１０とミラー４２５との間のレーザ光ＬＳの光路を包囲すると共に、ミラー４２５とレーザ発振器４２７との間のレーザ光ＬＳの光路を包囲している。

レーザ発振器４２７から放射されたレーザ光ＬＳは、ミラー４２５で反射され、被照射面１１０ｓｎに向けて放射される。このようにしてレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに照射することで、この被照射面１１０ｓｎを含む昇温部１１０ｓだけを、短時間のうちに昇温させ高温にすることができる。

レーザ光放射部４２０は、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に固定されており、レーザ光放射部４２０と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、空間を介して離間している。また、レーザ光放射部４２０から被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路は、中空筒状をなす主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより気密に包囲されている。

このように、本実施形態４のグロープラグ４００も、レーザ光放射部４２０からレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに放射して、昇温部１１０ｓのみを局所的に昇温させることができる。また、被照射面１１０ｓｎにレーザ光ＬＳを照射することで昇温部１１０ｓを昇温させているので、通電により発熱させる場合に比して、急速に昇温部１１０ｓの温度を上昇させることができる。また、従来のような発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきが生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグ４００の構造を簡素化できる。また、レーザ発振器４２７の発振出力を制御することで、昇温部１１０ｓの温度を緻密に制御できる。その他、上記実施形態１等と同様な部分は、上記実施形態１等と同様な作用効果を奏する。

（実施形態５）
次いで、第５の実施の形態について説明する。図５に本実施形態５に係るグロープラグ５００を示す。このグロープラグ５００は、レーザ光放射部５２０がレーザ発振器５２７を有する点などが、上記実施形態１のレーザ光放射部１２０と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態５のグロープラグ５００は、基端部１１０ｋ、筒状部（光路包囲部）１１０ｃ、及び、先端部（昇温部）１１０ｓからなる有底筒状の主体金具１１０と、この主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に保持されたレーザ光放射部５２０とを備える。
本実施形態５では、レーザ光放射部５２０は、レーザ光ＬＳを生成するレーザ発振器５２７を有する他、レーザ光ＬＳを転送する光学転送部材として、凸レンズ５２１を有する。このうち、凸レンズ５２１は、主体金具１１０内の所定位置に固設されている。一方、レーザ発振部５２７は、凸レンズ５２１よりも基端側（図３、上方）で、かつ、主体金具１１０よりも基端側に固設されている。
また、レーザ光放射部５２０は、レーザ光ＬＳの光路を包囲する光路包囲部材５２６を有する。この光路包囲部材５２６は、凸レンズ５２１とレーザ発振器５２７との間のレーザ光ＬＳの光路を包囲している。

レーザ発振器５２７から放射されたレーザ光ＬＳは、凸レンズ５２１を通過し、被照射面１１０ｓｎに向けて放射される。このようにしてレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに照射することで、この被照射面１１０ｓｎを含む昇温部１１０ｓだけを、短時間のうちに昇温させ高温にすることができる。

レーザ光放射部５２０は、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に固定されており、レーザ光放射部５２０と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、空間を介して離間している。また、レーザ光放射部５２０から被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路は、中空筒状をなす主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより気密に包囲されている。

このように、本実施形態５のグロープラグ５００も、レーザ光放射部５２０からレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに放射して、昇温部１１０ｓのみを局所的に昇温させることができる。また、被照射面１１０ｓｎにレーザ光ＬＳを照射することで昇温部１１０ｓを昇温させているので、通電により発熱させる場合に比して、急速に昇温部１１０ｓの温度を上昇させることができる。また、従来のような発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきが生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグ５００の構造を簡素化できる。また、レーザ発振器５２７の発振出力を制御することで、昇温部１１０ｓの温度を緻密に制御できる。その他、上記実施形態１等と同様な部分は、上記実施形態１等と同様な作用効果を奏する。

（実施形態６）
次いで、第６の実施の形態について説明する。図６に本実施形態６に係るグロープラグ６００を示す。このグロープラグ６００は、レーザ光放射部６２０がレーザ発振器６２７を有する点などが、上記実施形態１のレーザ光放射部１２０と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態６のグロープラグ６００は、基端部１１０ｋ、筒状部（光路包囲部）１１０ｃ、及び、先端部（昇温部）１１０ｓからなる有底筒状の主体金具１１０と、この主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に保持されたレーザ光放射部６２０とを備える。
本実施形態６では、レーザ光放射部６２０は、レーザ光ＬＳを生成するレーザ発振器６２７を有する。このレーザ発振部６２７は、主体金具１１０よりも基端側に固設されている。また、レーザ光放射部６２０は、レーザ光ＬＳの光路を包囲する光路包囲部材６２６を有する。この光路包囲部材６２６は、主体金具１１０とレーザ発振器６２７との間のレーザ光ＬＳの光路を包囲している。

レーザ発振器６２７から放射されたレーザ光ＬＳは、被照射面１１０ｓｎに向けて放射される。このようにしてレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに照射することで、この被照射面１１０ｓｎを含む昇温部１１０ｓだけを、短時間のうちに昇温させ高温にすることができる。
レーザ光放射部６２０は、主体金具１１０の基端部１１０ｋ内に固定されており、レーザ光放射部６２０と昇温部１１０ｓの被照射面１１０ｓｎとは、空間を介して離間している。また、レーザ光放射部６２０から被照射面１１０ｓｎまでのレーザ光ＬＳの光路は、中空筒状をなす主体金具１１０の筒状部１１０ｃにより気密に包囲されている。

このように、本実施形態６のグロープラグ６００も、レーザ光放射部６２０からレーザ光ＬＳを被照射面１１０ｓｎに放射して、昇温部１１０ｓのみを局所的に昇温させることができる。また、被照射面１１０ｓｎにレーザ光ＬＳを照射することで昇温部１１０ｓを昇温させているので、通電により発熱させる場合に比して、急速に昇温部１１０ｓの温度を上昇させることができる。また、従来のような発熱体を有しないため、発熱体の個体ばらつきに伴う、到達温度のばらつきやその温度までの到達時間のばらつきが生じ難い。更に、従来のように発熱体や絶縁体等の介在物を要しないため、グロープラグ６００の構造を簡素化できる。また、レーザ発振器６２７の発振出力を制御することで、昇温部１１０ｓの温度を緻密に制御できる。その他、上記実施形態１等と同様な部分は、上記実施形態１等と同様な作用効果を奏する。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜６に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態１〜６では、主体金具１１０の筒状部１１０ｃ内を窒素ガスに置換しているが、その他の不活性ガス等に置換したり、大気としてもよい。また、主体金具１１０（筒状部１１０ｃ）内を真空にしてもよい。

また、上記実施形態１〜６では、主体金具１１０の基端部１１０ｋ及び筒状部１１０ｃと昇温部１１０ｓとを一体的に構成し同材質としたが、基端部１１０ｋ及び筒状部１１０ｃと昇温部１１０ｓとを別部材（別材質）で構成してもよい。更には、昇温部１１０ｓを例えば層構造などとして複数の部材により構成することもできる。
また、グロープラグには、光学転送部材としてプリズムを用いることもできる。例えば、上記実施形態１のグロープラグ１００において、凸レンズ１２１に代えて、プリズム１２９を配設することもできる。

実施形態１に係るグロープラグを示す説明図である。実施形態２に係るグロープラグを示す説明図である。実施形態３に係るグロープラグを示す説明図である。実施形態４に係るグロープラグを示す説明図である。実施形態５に係るグロープラグを示す説明図である。実施形態６に係るグロープラグを示す説明図である。

１００，２００，３００，４００，５００，６００グロープラグ
１１０主体金具
１１０ｃ筒状部（光路包囲部）
１１０ｓ先端部（昇温部）
１１０ｓｎ（先端部の）内側面（被照射面）
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０レーザ光放射部
１２１，３２１，５２１凸レンズ（光学転送部材）
１２３，２２３光ファイバ（光学転送部材）
１２２，１２４，２２２，２２４光ファイバコネクタ（光学転送部材）
１２９プリズム（光学転送部材）
３２５，４２５ミラー（光学転送部材）
１８０外部レーザ発振器
３２７，４２７，５２７，６２７レーザ発振器
ＬＳレーザ光

Claims

外部に露出し使用時に昇温させる昇温部を備えるグロープラグであって、
前記昇温部は、レーザ光が照射される被照射面を有し、
自身で生成した又は他から転送されたレーザ光を、前記被照射面に向けて放射して、前記昇温部を昇温させるレーザ光放射部と、
少なくとも前記レーザ光放射部から前記被照射面までのレーザ光の光路を包囲する光路包囲部と、を備え、
前記レーザ光放射部と前記被照射面とは、レーザ照射時に前記被照射面から放出される前記昇温部の成分が、前記レーザ光放射部に付着することを防止可能な距離だけ、空間を介して離間してなる
グロープラグ。
請求項１に記載のグロープラグであって、
前記光路包囲部は、中空筒状をなし、その内外間を気密としてなる
グロープラグ。
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、
前記昇温部は、１２００℃以上の融点を有する高融点材料からなる
グロープラグ。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
前記レーザ光放射部は、レンズ、光ファイバ、ミラー、プリズム及び光ファイバコネクタの少なくともいずれかの光学転送部材を含む
グロープラグ。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
前記レーザ光放射部は、レーザ光を生成するレーザ発振器を含む
グロープラグ。