JP5608292B2 - グロープラグ - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの始動補助等に用いられるグロープラグに関する。

ディーゼルエンジンの始動補助等に用いられるため、エンジンのシリンダヘッドに装着されるグロープラグとしては、先端が閉じた筒状をなすチューブ内に、ＦｅやＮｉを主成分とする合金により形成された螺旋状の発熱コイルを、絶縁粉末とともに封入したシースヒータを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、近年では、エミッションの低減等を図るという目的から、シースヒータを急速に昇温させることが求められている。そこで、急速昇温の性能向上を図るべく、所定の通電制御装置により、グロープラグへの通電初期において、発熱コイルに対して大電流（例えば、３０Ａ程度）を投入することが考えられる。

特開２００９−１５８４３１号公報

しかしながら、発熱コイルに大電流を投入した場合には、発熱コイルが過昇温してしまい、発熱コイルが溶損してしまうおそれがある。とりわけ、チューブ内に封入された発熱コイルの巻き線自体の断面形状が一般的な円形状（真円形状）であると、大電流が流れた場合に、発熱コイルの内側部分に電流密度が集中し易く、発熱コイルの過昇温が生じ易い傾向がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な急速昇温性を実現すべく、発熱コイルに大電流を投入する場合であっても、発熱コイルの溶損を良好に防止することができるグロープラグを提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に関する作用効果を付記する。

構成１．本構成のグロープラグは、軸線方向に沿って延び、先端部が閉塞する筒状のチューブと、
螺旋状に巻回された発熱コイルであって、前記チューブと略同軸状に当該チューブ内に配設されるとともに、自身の一端が前記チューブの先端部に結合されてなる発熱コイルと、
を備えるグロープラグであって、
前記チューブの中心軸線を含む縦断面を観察したときの前記発熱コイルの各断面コイル領域の１つである特定断面領域において、
前記特定断面領域の前記軸線方向に沿った長さをａ（ｍｍ）とし、前記特定断面領域の前記軸線と直交する方向に沿った長さをｂ（ｍｍ）としたとき、ａ＞ｂを満たし、
前記特定断面領域の外形線のうち前記中心軸線側に位置する線分を内側外形線とし、当該内側外形線を前記軸線方向に沿って四等分する３つの点をとったとき、前記内側外形線は、前記３つの点のうちの両端点の間に位置する範囲で、直線状、又は、曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、Ｒ＞ａ／２を満たす前記中心軸線側に凸の湾曲線状とされていることを特徴とする。

なお、「曲率半径Ｒ」とあるのは、前記３つの点を通る仮想円の半径を意味する（以下、同様）。

大電流の投入時における発熱コイルの溶損について、本願発明者が鋭意検討したところ、発熱コイルのうち特に中心軸線側に位置する部位（内側部分）において、溶損が生じやすいことが分かった。そして、発熱コイルの巻き線自体の断面形状、特に上記した断面コイル領域（特定断面領域）の内側外形線寄りの部位の形状（形態）を適正化することにより、発熱コイルの内側部分における電流密度を低くする（分散する）ことが可能となり、前記内側部分が局所的に過昇温するのを抑制可能であることを見出した。

この点を鑑みて、上記構成１のグロープラグによれば、コイル断面領域の１つである特定断面領域が、ａ＞ｂを満たす形状とされている。従って、特定断面領域全体の面積に対する、断面領域のうち、その最内側部（最も中心軸線に近接する部位）から外側に所定の範囲までの間に位置する部分（内側部分）の面積の割合を比較的大きなものとすることができる。

さらに、このグロープラグによれば、内側外形線が、前記３つの点の両端点の間に位置する範囲で、直線状、又は、曲率半径４Ｒがａ／２よりも大きい軸線側に凸の湾曲形状に構成されている。すなわち、内側外形線は、内側（中心軸線側）に向けて過度に突出するような部分を有する形状ではなく、直線状、又は、なだらかに湾曲する形状とされている。特定断面領域が、このような形状を採ることで、特定断面領域全体に対する前記内側部分の面積割合を十分に大きくすることができ、グロープラグ（発熱コイル）への通電時に、面積割合が大きく確保された発熱コイルの内側部分において、電流密度を低くすることができる。その結果、良好な急速昇温性を実現すべく、発熱コイルに大電流を投入する場合であっても、発熱コイルの溶損を防止することができる。

さらに、上記構成１のグロープラグは、前記特定断面領域に対して、前記軸線と平行に延びる仮想直線を、前記特定断面領域のうちで前記内側外形線寄りの領域の面積が当該特定断面領域全体の面積の１０％となる位置に引き、前記内側外形線のうちで前記中心軸線側に最も近接する部位から前記仮想直線までの前記軸線と直交する方向に沿った距離をＬ（ｍｍ）としたときに、０．１００＜Ｌ／ｂ≦０．１４４を満たす。

このグロープラグによれば、距離Ｌと長さｂとの関係を０．１００＜Ｌ／ｂ≦０．１４４とすることで、発熱コイルのうち特に中心軸線側に位置する部位（内側部分）の中に、電流経路が極端に短くなる部分が形成されず、通電時の電流の流れ易い部分が、前記内側部分の軸線方向の広範囲に亘って形成されることになる。これにより、特定断面領域の内側外形線の形状を特定形状にした効果と相俟って、グロープラグ（発熱コイル）への通電時に、発熱コイルの前記内側部分において電流密度をより低くすることができる。その結果、発熱コイルに大電流を投入する場合であっても、発熱コイルの溶損をより確実に防止することができる。なお、Ｌ／ｂを０．１００より大きい値に構成することで、電流密度が集中し易い略直角なエッジ部が特定断面領域の内寄り部位に生じず、電流密度を低くすることができる。

構成２．本構成のグロープラグは、上記構成１又は構成２において、前記特定断面領域における前記内側外形線は、前記両端点の間に位置する範囲で、前記中心軸線側に向けて凸の湾曲線状とされ、
０．３０≦ａ≦１．００、０．１０≦ｂ≦０．３０、及び、Ｒ≧１．００を満たすとよい。

このグロープラグによれば、電流密度をより効果的に分散させることが可能となり、発熱コイルの溶損を一層確実に防止することができる。

さらに、このグロープラグによれば、ａ≦１．００を満たすように構成されているため、発熱コイルの巻き数を比較的大きく確保することができ、発熱コイルの抵抗値を十分に大きくすることができる。その結果、発熱コイルの急速昇温性を高めることができる。加えて、０．１０≦ｂを満たすように構成されることで、発熱コイルにおいて良好な機械的な強度を得ることができる。

構成３．本構成のグロープラグは、上記の構成１〜構成３のいずれかにおいて、前記発熱コイルは、体積抵抗率が１．０μΩ・ｍ以上であるとよい。

このグロープラグによれば、発熱コイルの体積抵抗率が１．０μΩ・ｍ以上とされているため、発熱コイルへの通電時における電流密度をより小さくすることができ、大電流を投入した場合であっても発熱コイルの溶損を効果的に抑制することができる。

（ａ）は、第１実施形態におけるグロープラグの一部破断正面図であり、（ｂ）は、第１実施形態におけるグロープラグの先端部の拡大断面図である。 第１実施形態におけるグロープラグのシースヒータ先端部（チューブの小径部の先端側部位）の拡大断面図（縦断面）である。 第１実施形態における、発熱コイルのコイル断面領域（特定断面領域）を示す拡大断面図である。 曲率半径Ｒを説明するための特定断面領域の拡大断面図である。 距離Ｌを説明するための特定断面領域の拡大断面図である。 第２実施形態におけるグロープラグの先端部（シースヒータ４３の先端側部位）の拡大断面図である。 距離Ｌ等を説明するためのコイル断面領域（特定断面領域）を示す拡大断面図である。 曲率半径Ｒを説明するための特定断面領域の拡大断面図である。 別形態におけるコイル断面領域（特定断面領域）を示す拡大断面図である。

以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
［第１実施形態］
図１（ａ）は、シースヒータ３を有するグロープラグ１の断面図（一部破断正面図）であり、図１（ｂ）は、グロープラグ１先端部の部分拡大断面図である。なお、図１において、図（紙面）の下側をグロープラグ１（シースヒータ３）の先端側、上側を後端側として説明する。

グロープラグ１は、所定の金属により形成された筒状のハウジング２と、当該ハウジング２の内周に装着されたシースヒータ３とを備えている。

ハウジング２は、軸線ＣＬ１方向に貫通する貫通孔４を有するとともに、その外周面には、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド等への取付け用のねじ部５と、トルクレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部６とが形成されている。

シースヒータ３は、チューブ７と中軸８とが軸線ＣＬ１方向に一体化されて構成されている。

チューブ７は、鉄（Ｆｅ）又はニッケル（Ｎｉ）を主成分とする金属から形成された端部が閉じた筒状をなしており、その先端側に、スウェージング加工により細径とされた小径部７ａを備え、後端側に小径部７ａの外径よりも大径とされた大径部７ｂを備えている。また、チューブ７（小径部７ａ）内には、所定の金属（例えば、Ｎｉ−クロム（Ｃｒ）合金やＦｅ−Ｃｒ合金など）からなる、発熱を主目的とした発熱コイル９が設けられており、当該発熱コイル９の先端部はチューブ７の先端部に接合されている。さらに、チューブ７内のうち、発熱コイル９の後端部に接合される（直列に接続される）ようにして、温度上昇とともに自己の抵抗値が増加することで発熱コイル９に流す電流を制限することを主目的とした制御コイル１６が設けられている。

また、チューブ７内においては、発熱コイル９及び制御コイル１６の周囲に、絶縁粉末１０（例えば、ＭｇＯ粉末）が充填されている。そのため、発熱コイル９は、その先端においてチューブ７と導通しているが、発熱コイル９の外周面とチューブ７の内周面との間は、絶縁粉末１０の介在により絶縁された状態となっている。制御コイル１６についても、絶縁粉末１０の介在によりチューブ７との絶縁が図られている。

さらに、前記チューブ７の後端部は、中軸８との間で環状のシール部１１により封止されており、チューブ７の内側は水密状に封止されている。

また、貫通孔４には、その先端部に大径部４ａが形成されるとともに、大径部４ａの後端側には小径部４ｂが形成されている。チューブ７は、貫通孔４の小径部４ｂに対して圧入固定されることで、ハウジング２の先端部よりも突出した状態で保持されている。

中軸８は、ハウジング２の貫通孔４に挿通されるとともに、その先端がチューブ７内に挿入され、前記制御コイル１６の後端に接続されている。また、中軸８の後端部は、ハウジング２の後端から突出しており、このハウジング２の後端部においては、ゴム等からなるＯリング１２、樹脂等からなる絶縁ブッシュ１３の部材が中軸８の外周に配置されている。さらに、絶縁ブッシュ１３の後端に載置される形態で、通電用のケーブルを接続するための端子１４が中軸８の後端部に被せられて、中軸８に加締め固定されている。

ここで、本第１実施形態のグロープラグ１では、図２及び図３に示すように、チューブ７の中心軸線ＣＬ２を含む縦断面を観察したときに、発熱コイル９の各断面コイル領域の１つである特定断面領域２１において、特定断面領域２１の軸線ＣＬ１方向に沿った長さをａ（ｍｍ）とし、特定断面領域２１の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った長さをｂ（ｍｍ）としたとき、ａ＞ｂの関係を満たすように構成させている。

さらに、図４に示すように、特定断面領域２１を形成する発熱コイル９の外形線２２のうち、チューブ７の中心軸線ＣＬ２側に位置する線分を内側外形線２２Ｉ（図４中、太線で示す部位）とし、当該内側外形線２２Ｉを軸線ＣＬ１方向に沿って四等分する３つの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうちの両端点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で、曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、Ｒ＞ａ／２を満たす、中心軸線ＣＬ２側に凸の湾曲線状とされている。なお、曲率半径Ｒは、中点ＣＰのもと前記各点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通る仮想円ＶＣの半径を意味する。また、特定断面領域２１の内側外形線２２Ｉは、前記両端点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で、チューブ７の中心軸線ＣＬ２に最も接近するように構成されている。

加えて、図５に示すように、軸線ＣＬ１と平行に延びる仮想直線ＶＬを、特定断面領域２１のうちで内側外形線２２Ｉ寄りの領域２１Ｂ（図５中、散点模様を付した部位）の面積が当該特定断面領域２１全体の面積の１０％となる位置に引く。このとき、特定断面領域２１のうち中心軸線ＣＬ２に最も近接する部位ＮＰから前記仮想直線ＶＬまでの軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った距離をＬ（ｍｍ）としたとき、０．１００＜Ｌ／ｂ≦０．１４４の関係を満たすように構成されている。

さらに、本第１実施形態のグロープラグ１の特定断面領域２１では、０．３０≦ａ≦１．００、０．１０≦ｂ≦０．３０、及び、Ｒ≧１．００の関係を満たすように構成されている。加えて、発熱コイルは、その体積抵抗率が１．０μΩ・ｍ以上とされている。

次いで、上述したグロープラグ１の製造方法について説明する。なお、特に明記しない部位については、従来公値の方法が採用される。

まず、コイル中間体形成工程において、Ｎｉ又はＦｅを主成分とする断面円形状の抵抗発熱線を螺旋状に巻回し、発熱コイル９となるべき第１コイル中間体を製造しておく。それとは別に、制御コイル１６となるべき第２コイル中間体も製造しておく。また、ＮｉやＦｅを主成分とする金属材料により、チューブ７となるべき、先端の閉じていない筒状のチューブ中間体を製造しておく。

次いで、第１コイル中間体と第２コイル中間体とを溶接し、第２コイル中間体と棒状の中軸８とを溶接する。そして、チューブ中間体の内部に中軸８と接続された各コイル中間体を挿入し、その上で、アーク溶接等により、チューブ中間体の先端部を溶融し、チューブ中間体の先端部と発熱コイル９となるべき第１コイル中間体の先端部とを接合する。その後、チューブ中間体内に絶縁粉末１０を充填し、チューブ中間体の後端部開口と中軸８との間にシール部１１を配置する。

次に、スウェージング工程において、チューブ中間体の外周面全体にスウェージング加工を施し、チューブ中間体を縮径化して絶縁粉末１０の充填密度を高めつつ、先端側に小径部７ａを具備するチューブ７を形成する。このようにして、シースヒータ３が得られる。なお、スウェージング加工に伴い、発熱コイル９となるべき第１コイル中間体は径方向内側に向けた圧縮力を受ける訳だが、本第１実施形態では、このスウェージング加工の条件を事前に適宜調整しておくことにより、スウェージング工程後に得られる発熱コイル９において、上述した特定断面領域２１が得られる（形成される）ようにしている。つまり、発熱コイルにおいて上述した特定断面領域を得るにあたっては、スウェージング加工の条件を適宜設定したり、スウェージング工程に供される発熱コイルとなるべきコイル中間体の断面形状を適宜設定したりしておくことにより実現することができる。

そして、このようにして得たシースヒータ３をハウジング２の貫通孔４に圧入するとともに、ハウジング２の後端部分において、前記Ｏリング１２や絶縁ブッシュ１３等を配置、組み付けることにより、グロープラグ１が得られる。

以上詳述したように、本第１実施形態のグロープラグ１によれば、ａ＞ｂの関係を満たすように構成されているため、特定断面領域２１の全体に対する、その内側部分（特定断面領域２１のうち、その最内側部から外側に所定の範囲までに間に位置する部分）の面積割合を十分に大きくすることができる。

また、特定断面領域２１の内側外形線２２Ｉが、両端点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で、曲率半径Ｒがａ／２より大きい中軸軸線ＣＬ２側に凸の湾曲線状に構成されるとともに、Ｌ／ｂ≦０．１４４の関係を満たし、且つ、内側外形線２２Ｉが、点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で中心軸線ＣＬ２に最も接近するように構成されている。従って、グロープラグ１（発熱コイル９）への通電時に、面積割合が大きく確保された前記内側部分において、電流密度を低くすることができる。その結果、良好な急速昇温を実現すべく、グロープラグ１（発熱コイル９）に大電流を投入する場合であっても、発熱コイル９の溶損をより確実に防止することができる。

さらに、本第１実施形態のグロープラグ１では、０．３０≦ａを満たすように構成されているため、特定断面領域２１の内側部分の面積をより増大させることができ、また、ｂ≦０．３０及びＲ≧１．００を満たすように構成されており、電流密度をより効果的に分散させることが可能となり、発熱コイル９の溶損を一層確実に防止することができる。

また、ａ≦１．００を満たすように構成されているため、発熱コイル９の巻き数を十分に確保することができ、発熱コイル９の抵抗値を十分に小さくすることができる。その結果、発熱コイル９の急速昇温性を高めることができる。さらに、０．１０≦ｂを満たすことで、発熱コイル９において良好な機械的な強度を確保することができる。

［第２実施形態］
次いで、第２実施形態のグロープラグについて、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。上記第１実施形態では、断面円形状の抵抗発熱線により、発熱コイル９となるべき第１コイル中間体が形成されているが、本第２実施形態では、コイル中間体形成工程において、断面矩形状をなす金属製の帯材を、その断面の長辺側が内側を向くように螺旋状に巻回させることで、発熱コイル１９となるべきコイル中間体（第１コイル中間体）が形成されている。

また、スウェージング工程では、上記第１実施形態と同様に第１コイル中間体、第２コイル中間体、中軸８の一部をチューブ中間体の内部に配置した上で、チューブ中間体の外周面全体にスウェージング加工を施す。これにより、先端側に小径部７ａを具備するチューブ７を形成し、シースヒータ４３を得る。また、スウェージング加工により第１コイル中間体が内側に向かって圧縮力を受けることにより、発熱コイル１９となるべき断面矩形状をなす第１コイル中間体は、その断面形状が膨張するようにして変形する。その結果、本第２実施形態では、スウェージング工程を経て得られたシースヒータ４３に対して、チューブ７の中心軸線ＣＬ２を含む縦断面を観察したとき、発熱コイル１９の断面コイル領域の１つである特定断面領域４９のうち、中心軸線ＣＬ２側に位置する面は、中心軸線ＣＬ２側に向けて凸の湾曲面状とされる。図６に、完成後における、第２実施形態のグロープラグ（シースヒータ４３の先端側部位）の拡大断面図を示す。また、図７に、発熱コイル１９の特定断面領域４９を示す拡大断面図を示すとともに、図８に曲率半径Ｒを説明する特定断面領域４９を示す拡大断面図を示す。

また、本第２実施形態のグロープラグでは、スウェージング工程において、発熱コイル１９の上記特定断面領域４９において、上記第１実施形態の各関係（すなわち、ａ＞ｂ、Ｒ＞ａ／２、及び、０．１００＜Ｌ／ｂ≦０．１４４）を満たすとともに、内側外形線６１Ｉ（図８中、太線で示す部位）が、両端点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で中心軸線ＣＬ２に最も接近するように、発熱コイル１９となるべき第１コイル中間体に対する加工が施されている。

以上、第２実施形態のグロープラグによれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、前記長さａ，ｂ（ｍｍ）や曲率半径Ｒ（ｍｍ）、距離Ｌ（ｍｍ）、発熱コイルの体積抵抗率（μΩ・ｍ）を種々変更した発熱コイルを有するグロープラグのサンプルを複数作製し、各サンプルに対して耐久性評価試験を行った。なお、発熱コイルと接続される制御コイルや中軸については、各サンプルに対して同じものを用いている。耐久試験の概要は次の通りである。

チューブのうちその先端から後端側に２ｍｍの部位（最も高温となる部位）が１．５秒間で１０００℃となるように発熱コイルをチューブ内に配置するとともに急速昇温させ、次いで徐冷することを繰り返し行った。その後、グロープラグを解体して発熱コイルを観察し、発熱コイルに溶損が生じているか否かを確認した。ここで、発熱コイルに溶損が生じていなかった場合には、発熱コイルの溶損を極めて効果的に防止することができるとして「◎」の評価を下すこととした。

一方で、発熱コイルに溶損が生じていた場合には、長さａ，ｂ等を同一としたサンプルを用いて、昇温時間を１．５秒間から１．７秒間に変更した上で、前記最も高温となる部位が１０００℃となるように発熱コイルを急速昇温させ、次いで徐冷することを繰り返し行った。その後、発熱コイルにおける溶損の有無を確認し、発熱コイルに溶損が生じていなかった場合には、発熱コイルの溶損を十分に防止することができるとして「○」の評価を下すこととした。また、昇温時間を１．７秒間に変更しても発熱コイルに溶損が生じた場合には、長さａ，ｂ等を同一としたサンプルを用いて、昇温時間を１．７秒間から１．９秒間に変更した上で、前記最も高温となる部位が１０００℃となるように発熱コイルを急速昇温させ、次いで徐冷することを繰り返し行った。その後、発熱コイルにおける溶損の有無を確認し、発熱コイルに溶損が生じていなかった場合には、発熱コイルの溶損を防止可能として「△」の評価を下すこととした。なお、昇温時間を１．９秒間とした場合においても、発熱コイルに溶損が生じていた場合には、発熱コイルの溶損がやや生じやすいとして「×」の評価を下すことした。

表１に、耐久試験の試験結果を示す。なお、チューブの温度は、放射温度計により計測した。また、体積抵抗率は、発熱コイルの構成材料を変更することにより変更した。さらに、各サンプルともに、内側外形線のうち前記両端点の間に位置する部位を、チューブの中心軸線側に凸の湾曲線状とし、且つ、前記中心軸線側に最も接近させた。

表１に示すように、ａ＞ｂ、Ｒ＞ａ／２、及び、Ｌ／ｂ≦０．１４４を満たすサンプル（サンプル１〜７）は、発熱コイルの溶損を効果的に抑制できることが確認された。これは、次の（１）及び（２）が相乗的に作用したことで、グロープラグへの通電時に発熱コイルに流れる電流が分散して流れたためであると考えられる。
（１）ａ＞ｂとしたことで、発熱コイルの上記特定断面領域の全体に対する、その内側部分の面積割合が十分に大きなものとなったこと。
（２）Ｒ＞ａ／２及びＬ／ｂ≦０．１４４としたことで、前記内側部分の中に、電流経路が極端に短くなる部分が形成されないようになったこと（換言すれば、通電時に電流の流れ易い部分が、前記内側部分の軸線方向に沿った広範囲に亘って形成されたこと）。
さらに、表１に示すように、ａ＞ｂ、Ｒ＞ａ／２を満たすサンプル（サンプル１０〜１２）についても、昇温時間が２．０秒間を下回る１．９秒間の条件下にて、発熱コイルの溶損を抑制できる効果が得られることが確認された。

また、体積抵抗率を同一としたサンプル（サンプル１〜３、５〜７）のうち、ａを０．３０ｍｍ以上とし、ｂを０．３０ｍｍ以下とし、さらに、Ｒを１．００ｍｍ以上としたサンプル（サンプル５〜７）は、昇温時間を１．５秒間とし、極めて短い時間に大電流が流れる条件であっても、発熱コイルの溶損を防止できることが判明した。これは、０．３０≦ａとしたことにより、特定断面領域の内側部分の面積をより増大させることができたこと、並びに、ｂ≦０．３０及びＲ≧１．００としたことにより、特定断面領域のうち中心軸線側に位置する部位（面）の当該中心軸線側への膨出がより確実に抑制され、電流密度を効果的に分散させることができたことに起因すると考えられる。

さらに、長さａ，ｂ等を同一とし、体積抵抗率のみが異なるものとしたサンプル（サンプル４，５）に着目してみると、体積抵抗率を１．０μΩ・ｍ以上としたサンプル（サンプル５）は、発熱コイルの溶損防止効果により優れることが分かった。

上記耐久試験の結果より、発熱コイルの溶損を防止するためには、ａ＞ｂ、且つ、特定断面領域の内側外形線のうち前記両端点の間に位置する部位を、Ｒ＞ａ／２を満たす凸の湾曲線状をなす発熱コイルを適用するとよいことがわかる。また、上記耐久試験の結果より、電流密度の集中による発熱コイルの溶損をより確実に防止するためには、ａ＞ｂ、及び、Ｌ／ｂ≦０．１４４を満たすとともに、特定断面領域の内側外形線のうち前記両端点の間に位置する部位を、Ｒ＞ａ／２を満たす凸の湾曲線状をなす発熱コイルを適用することが好ましいといえる。また、発熱コイルの溶損を一層効果的に抑制するためには、０．３０≦ａ、ｂ≦０．３０、及び、Ｒ≧１．００を満たすように発熱コイル（特定断面領域）を構成したり、発熱コイルの体積抵抗率を１．０μΩ・ｍ以上としたりすることが好ましいといえる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変形例も当然可能である。

（ａ）上記第１実施形態において、発熱コイル９の特定断面領域２１の内側外形線２２Ｉは、点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で凸の湾曲線状とされているが、図９に示すように、内側外形線２２Ｉを、点Ｐ１，Ｐ３の間に位置する範囲で、直線状に構成してもよい（換言すれば、曲率半径Ｒを極めて大きなものとしてもよい）。この場合においても、上記実施形態と同様に、グロープラグに大電流を投入した場合にも、発熱コイル９の溶損を防止することができる。

（ｂ）グロープラグ１の形状等は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、チューブ７を、その外径が略一定のストレート形状としてもよい。また、貫通孔４の大径部４ａを省略し、軸線ＣＬ１方向にストレート形態となった貫通孔４を有するハウジング２に対して、チューブ７を圧入固定することとしてもよい。

（ｃ）上記実施形態のグロープラグでは、発熱コイルと中軸との間に制御コイルを介在させた構成を採ったが、制御コイルを省略し、発熱コイルと中軸とを直接接続する構成を採ってもよい。

１…グロープラグ、２…ハウジング、３，４３…シースヒータ、７…チューブ、８…中軸、９，１９…発熱コイル、１０…絶縁粉末、１６…制御コイル、２１，４９…特定断面領域、２２Ｉ，６１Ｉ…内側外形線、ＣＬ１…軸線、ＣＬ２…（チューブの）中軸軸線、ＶＬ…仮想直線。

Claims (3)

1. 軸線方向に沿って延び、先端部が閉塞する筒状のチューブと、
   螺旋状に巻回された発熱コイルであって、前記チューブと略同軸状に当該チューブ内に配設されるとともに、自身の一端が前記チューブの先端部に結合されてなる発熱コイルと、
   を備えるグロープラグであって、
   前記チューブの中心軸線を含む縦断面を観察したときの前記発熱コイルの各断面コイル領域の１つである特定断面領域において、
   前記特定断面領域の前記軸線方向に沿った長さをａ（ｍｍ）とし、前記特定断面領域の前記軸線と直交する方向に沿った長さをｂ（ｍｍ）としたとき、ａ＞ｂを満たし、
   前記特定断面領域の外形線のうち前記中心軸線側に位置する線分を内側外形線とし、当該内側外形線を前記軸線方向に沿って四等分する３つの点をとったとき、前記内側外形線は、前記３つの点のうちの両端点の間に位置する範囲で、直線状、又は、曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、Ｒ＞ａ／２を満たす前記中心軸線側に凸の湾曲線状とされ、
   前記特定断面領域に対して、前記軸線と平行に延びる仮想直線を、前記特定断面領域のうちで前記内側外形線寄りの領域の面積が当該特定断面領域全体の面積の１０％となる位置に引き、前記内側外形線のうちで前記中心軸線側に最も近接する部位から前記仮想直線までの前記軸線と直交する方向に沿った距離をＬ（ｍｍ）としたときに、０．１００＜Ｌ／ｂ≦０．１４４を満たす
   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、
   前記特定断面領域における前記内側外形線は、前記両端点の間に位置する範囲で、前記中心軸線側に向けて凸の湾曲線状とされ、
   ０．３０≦ａ≦１．００、０．１０≦ｂ≦０．３０、及び、Ｒ≧１．００を満たす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、
   前記発熱コイルは、体積抵抗率が１．０μΩ・ｍ以上である
   ことを特徴とするグロープラグ。

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