JP6688094B2 - グロープラグ - Google Patents

Description

本発明は、グロープラグに関する。

ヒータコイル及びこれが接続した中軸の先端部分をシースチューブ内に収容し、中軸の先端部分及びヒータコイルとシースチューブとの間に、ＭｇＯ等の絶縁粉末を充填したヒータ部を有する形態のグロープラグが知られている。なお、給電ケーブルの外部接続端子を、中軸の基端部に直接接続するタイプ（特許文献１参照）、あるいは、中軸の基端部に固定された端子部材に接続するタイプ（特許文献２参照）が知られている。

特開２０１５−２００４６８号公報 特開２０１５−１６９３４６号公報

ところで、給電ケーブルの外部接続端子を、グロープラグのうち、中軸の基端部にまたはこれに固定した接続端子に装着する際や、これらから取り外す際などに、中軸に軸線方向の力が掛かる場合がある。

しかるに、中軸は、シースチューブ内で、中軸の先端部が絶縁粉末を介してシースチューブに保持されているため、中軸に軸線方向の力が掛かると、中軸がその軸線方向に移動してしまう場合がある。特に、中軸に軸線方向基端側に向かう力が掛かるとこれによって、中軸が軸線方向基端側に移動してしまいやすい。
すると、この中軸に接続されているヒータコイルが、軸線方向に引き伸ばされるなど形態変化が生じ、これに伴ってその昇温特性が変化し、グロープラグの温度特性（所定駆動条件で到達する最高温度や昇温特性など）が変化することがあった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、給電ケーブルの外部接続端子をグロープラグに着脱するなど、中軸に軸線方向の力が掛かっても、グロープラグの温度特性の変化し難いグロープラグを提供する。

本発明の一形態は、金属からなり、軸線に沿う軸線方向に延びるヒータコイルと、上記ヒータコイルの上記軸線方向基端側に位置し、上記軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸であって、上記軸線方向先端に位置し、上記ヒータコイルと接続するコイル接続部を有する中軸と、金属からなり、上記中軸のうち上記軸線方向先端側の部位及び上記ヒータコイルを包囲する上記軸線方向先端側が閉じた有底筒状のシースチューブと、上記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、を有するグロープラグであって、上記中軸のうち、上記コイル接続部の上記軸線方向基端側に隣り合って位置し、上記絶縁粉末に包囲された被保持部は、上記絶縁粉末に上記軸線方向に係合する形態とされ、上記絶縁粉末を介して上記シースチューブに保持されてなり、前記被保持部は、その外周面に、綾目ローレット、斜めローレット、または、溝が周方向に延びる平目ローレットを設けた形態であるグロープラグである。

このグロープラグでは、中軸の被保持部が、絶縁粉末に軸線方向に係合する形態とされ、この絶縁粉末を介してシースチューブに保持されている。このため、給電ケーブルの外部接続端子をグロープラグに着脱するなどの際に、中軸に軸線方向の力が掛かっても、中軸の軸線方向の移動を抑制できる。このため、この中軸に接続されているヒータコイルの形態変化が抑制され、グロープラグの温度特性の変化を抑制することができる。

なお、中軸のうち被保持部の「絶縁粉末に軸線方向に係合する形態」としては、例えば、中軸の被保持部の外周面に、軸線方向に径方向寸法が変動して充填された絶縁粉末に係合する凹凸を、少なくとも周方向の一部に設けた形態が挙げられる。
さらに具体的には、例えば、中軸の被保持部の外周面に、全周にわたり径方向に突出する環状凸部及び全周にわたり径方向に凹入する環状凹部の少なくともいずれかを、一又は複数設けた形態が挙げられる。
また、中軸の被保持部の外周面に、綾目ローレット、斜めローレット、または、溝が周方向に延びる平目ローレットを施した形態のものも挙げられる。中軸の被保持部を、雄ねじ状の螺旋溝を設けた形態としたものも挙げられる。そのほか、中軸の被保持部の外周面に、半球状や三角錐、四角錐状の凸部を散点状に設けた形態のもの、中軸の被保持部の外周面に、半球状や三角錐、四角錐状の凹部を散点状に設けた形態のもの、中軸の被保持部の外周面に、半球状などの凸部及び凹部を散点状に設けたものも挙げられる。

なお、被保持部のうち、凹凸を有する凹凸部を、この凹凸部の軸線方向寸法が、被保持部における中軸の直径の２倍以上となる形態とするのが好ましい。凹凸部の軸線方向寸法を、直径に比して２倍以上の十分大きな寸法確保することで、中軸に軸線方向の力が掛った場合の中軸の軸線方向の移動を、凹凸によって確実に抑制することができる。
更に好ましくは、５倍以上とするとよい。これにより、中軸の軸線方向の移動を、凹凸によってさらに確実に抑制することができる。
なお、被保持部における中軸の直径には、被保持部の直ぐ基端側に隣り合う凹凸が設けられていない部位の直径を代用して考えることもできる。

このグロープラグでは、被保持部の外周面に綾目等のローレットを設けているので、この被保持部が中軸の軸線方向に移動するのを抑制し、これによる、グロープラグの温度特性の変化を確実に抑制できる。
なお、各ローレットは、被保持部に転造で形成すると、容易に形成できるが切削等によることもできる。

本発明の他の形態は、金属からなり、軸線に沿う軸線方向に延びるヒータコイルと、上記ヒータコイルの上記軸線方向基端側に位置し、上記軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸であって、上記軸線方向先端に位置し、上記ヒータコイルと接続するコイル接続部を有する中軸と、金属からなり、上記中軸のうち上記軸線方向先端側の部位及び上記ヒータコイルを包囲する上記軸線方向先端側が閉じた有底筒状のシースチューブと、上記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、を有するグロープラグであって、上記中軸のうち、上記コイル接続部の上記軸線方向基端側に隣り合って位置し、上記絶縁粉末に包囲された被保持部は、上記絶縁粉末に上記軸線方向に係合する形態とされ、上記絶縁粉末を介して上記シースチューブに保持されてなり、前記被保持部は、その外周面に、雄ねじ状の螺旋溝を設けた形態であるグロープラグである。

このグロープラグでは、被保持部の外周面に雄ねじ状の螺旋溝を形成しているので、この被保持部が中軸の軸線方向に移動するのを抑制し、これによる、グロープラグの温度特性の変化を確実に抑制できる。
なお、雄ねじ状の螺旋溝は、被保持部に転造で形成すると、容易に形成できる。

本発明のさらに他の形態は、金属からなり、軸線に沿う軸線方向に延びるヒータコイルと、上記ヒータコイルの上記軸線方向基端側に位置し、上記軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸であって、上記軸線方向先端に位置し、上記ヒータコイルと接続するコイル接続部を有する中軸と、金属からなり、上記中軸のうち上記軸線方向先端側の部位及び上記ヒータコイルを包囲する上記軸線方向先端側が閉じた有底筒状のシースチューブと、上記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、を有するグロープラグであって、上記中軸のうち、上記コイル接続部の上記軸線方向基端側に隣り合って位置し、上記絶縁粉末に包囲された被保持部は、上記絶縁粉末に上記軸線方向に係合する形態とされ、上記絶縁粉末を介して上記シースチューブに保持されてなり、前記被保持部は、その外周面に、全周にわたり径方向に突出する環状凸部及び全周にわたり径方向に凹入する環状凹部の少なくともいずれかを、複数設けた形態であるグロープラグである。

このグロープラグでは、被保持部の外周面に環状凸部あるいは環状凹部を一又は複数設けているので、この被保持部が中軸の軸線方向に移動するのを抑制し、これによる、グロープラグ１０２の温度特性の変化を確実に抑制できる。
なお、各環状凸部あるいは環状凹部は、被保持部に切削あるいは転造で形成すると、容易に形成できる。

さらに上述のグロープラグであって、前記被保持部は、前記環状凸部または前記環状凹部により、全周にわたり環状溝が形成されてなり、上記環状溝は、溝の深さをｆ（ｍｍ）、前記中軸の前記被保持部における直径をＤ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）を満たす形態であるグロープラグとすると良い。
Ｄ／３０≦ｆ≦Ｄ／５ …（１）

このグロープラグでは、環状溝の深さｆを、被保持部における直径Ｄに対し、そのｆ≧Ｄ／３０としている。環状溝の深さｆが小さすぎる場合（ｆ＜Ｄ／３０）には、被保持部の環状溝と、充填された絶縁粉末との係合する大きさ（深さ）が小さく、十分に中軸の移動を抑制できないからである。また、環状溝の深さｆが大きすぎる場合（ｆ＞Ｄ／５）には、環状溝の部分において中軸が細くなりすぎて、中軸及びヒータコイルをシースチューブ内に収容し、絶縁粉末を充填してスウェージング加工により絶縁粉末を圧縮しつつ、シースチューブやヒータコイルや中軸を引き延ばす際に、中軸が破断しやすく、信頼性が低いグロープラグになりやすい。これに対し、上述のグロープラグでは、中軸の破断も生じにくく、かつ、十分に中軸の移動を抑制できるグロープラグとなる。

本実施形態にかかるグロープラグの縦断面図である。 本実施形態にかかるグロープラグのうち、先端部分を拡大して示す部分拡大断面図である。 変形形態１にかかるグロープラグのうち、先端部分を拡大して示す部分拡大断面図である。 変形形態２にかかるグロープラグのうち、先端部分を拡大して示す部分拡大断面図である。

（実施形態）
図示しないディーゼルエンジン（内燃機関）に用いる本実施形態のグロープラグ２について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、グロープラグ２の全体を示す縦断面図であり、図２は、グロープラグ２のうち、先端部分を拡大して示す部分拡大断面図である。なお、図１及び図２において、グロープラグ２の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＤＸのうち、ヒータ部１０が配置された側（図中、下側）を軸線方向先端側ＸＳ（以下、単に先端側ＸＳともいう）とし、これと反対側（図中、上側）を軸線方向基端側ＸＫ（以下、単に基端側ＸＫともいう）として説明する。
図１に示すように、グロープラグ２は、ヒータ部１０と、このヒータ部１０の一部を、自身の先端（ハウジング先端３１）から突出させて内部に保持する筒状のハウジング３０とを備える。このうち、金属からなるハウジング３０は、その外周面に、グロープラグ２をエンジン本体（図示しない）に取付ける際、このエンジン本体の取付孔内の雌ねじ部に螺合する雄ネジ部３５と、トルクレンチ等の工具を係合させるための、断面が六角形状の工具係合部３６とが形成されている（図１参照）。

ヒータ部１０は（図１及び図２参照）、シースチューブ２１と、このシースチューブ２１内に収容されたヒータコイル１１と、シースチューブ２１内に先端側の部分が収容されヒータコイル１１に接続される一方、基端側の部分がシースチューブ２１から突出する中軸２６と、シースチューブ２１内に隙間なく充填された絶縁粉末２８と、絶縁粉末２８のシールをするパッキン２９と、からなる。

シースチューブ２１は、軸線方向ＤＸに延び、先端側ＸＳのチューブ先端部２１ｓが閉塞した有底筒状であり、このシースチューブ２１内に配置されたヒータコイル１１は、その先端部１１ｓがシースチューブ２１のチューブ先端部２１ｓ（内側底面）に溶接されている。中軸２６の先端に位置する細径のコイル接続部２６ｓには、ヒータコイル１１の基端部１１ｋが巻付け接続されており、中軸２６を通じて、このヒータコイル１１へ通電可能となっている。シースチューブ２１内には絶縁粉末２８が充填され、シースチューブ２１とヒータコイル１１及び中軸２６との間を絶縁している。また、シースチューブ２１（次述するチューブ基端部２１ｋ）と中軸２６との間には、環状でゴムからなるパッキン２９が介在しており、このパッキン２９により、シースチューブ２１（チューブ基端部２１ｋ）と中軸２６との間の離間を維持すると共に、シースチューブ２１内をシールしている。

さらに詳細に説明すると、シースチューブ２１は、ステンレス鋼材からなり、軸線方向先端側ＸＳに位置し、半球状に閉塞したチューブ先端部２１ｓと、このチューブ先端部２１ｓよりも基端側ＸＫに位置し、基端側ＸＫに向けて開口するチューブ基端部２１ｋとを有する（図１参照）。チューブ基端部２１ｋは、ハウジング３０内に圧入され保持されている。
なお、シースチューブ２１の材質としては、ステンレス鋼材のほか、ニッケル基合金（例えば、インコネル（商標名））を用いることもできる。

ヒータコイル１１は、いわゆる二材タイプのコイルであり、軸線方向先端側ＸＳに位置する発熱コイル１２と、この発熱コイル１２の軸線方向基端側ＸＫに位置して直列に接続された制御コイル１３とを有している（図１及び図２参照）。ヒータコイル１１は、接続部１１ｔにおいて、発熱コイル１２の発熱コイル基端部１２ｋと、制御コイル１３の制御コイル先端部１３ｓとが溶接されている。また前述したように、ヒータコイル１１の先端部１１ｓ（発熱コイル１２の発熱コイル先端部１２ｓ）は、シースチューブ２１のチューブ先端部２１ｓ（内側底面）に溶接されている。さらに、ヒータコイル１１の基端部１１ｋ（制御コイル１３の制御コイル基端部１３ｋ）は、中軸２６の先端に位置し細径とされたコイル接続部２６ｓに、巻き付けかつ溶接して接続されている（図３参照）。なお、ヒータコイル１１の基端部１１ｋと中軸２６のコイル接続部２６ｓとの接続に当たっては、上述の巻き付けて溶接する手法のほか、図示しないが、ヒータコイル１１の基端部１１ｋを、中軸２６の先端部に設けた細孔に挿入し、溶接によりあるいは中軸２６の先端部をかしめて、中軸２６に接続する手法を採用することもできる。

これらのうち、発熱コイル１２は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金からなる発熱線を螺旋状に巻回したものである。この発熱コイル１２は、巻線軸がシースチューブ２１（グロープラグ２）の軸線ＡＸに一致して配置される。
また、制御コイル１３は、発熱コイル１２の材質よりも抵抗温度係数の大きいコバルト−ニッケル合金からなる発熱線を螺旋状に巻回したものである。この制御コイル１３も、その巻線軸がシースチューブ２１の軸線ＡＸに一致して配置される。
従って、ヒータコイル１１に通電すると、制御コイル１３は、自身の発熱及び発熱コイル１２からの受熱により昇温する。すると制御コイル１３自身の電気抵抗値が増大するので、ヒータコイル１１（制御コイル１３自身及び発熱コイル１２）を流れる電流が制限される。これにより、グロープラグ２（ヒータコイル１１）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１３の働きにより供給電力が抑制されて昇温が抑えられる。つまり、本実施形態のグロープラグ２では、制御コイル１３の存在により、急速昇温性を高めつつ、発熱コイル１２の過昇温（オーバーシュート）が生じにくくなるように構成されている。

なお、発熱コイル１２の材質としては、上述のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金のほか、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金製の材質を用いることができる。
制御コイル１３には、発熱コイル１２の材質よりも抵抗温度係数の大きい材質を用いれば良く、コバルト−ニッケル合金のほか、ＣｏまたはＮｉを主成分とする材質を用いると良い。

中軸２６は、軟鉄などの金属材からなり、軸線方向ＤＸに沿って延びる概略直棒状の部材である（図１参照）。この中軸２６は、先端側の部分（コイル接続部２６ｓ及び被保持部２６ｈ）がシースチューブ２１内に位置し、ヒータコイル１１（制御コイル１３）に接続する一方、ハウジング３０内に挿通され、その基端部２６ｋがハウジング３０のハウジング基端３２から軸線方向基端側ＸＫに突出している。この中軸２６の基端部２６ｋには、ゴムからなるＯリング４１、絶縁製樹脂からなる絶縁ブッシュ４２、及び、基端部２６ｋを覆う金属製の端子部材４３が、この順序で外嵌されている（図１参照）。このうち端子部材４３は、給電用ケーブルの外部接続端子（図示しない）を装着する部材である。
なお、本実施形態では、中軸２６のうち、コイル接続部２６ｓに隣り合う被保持部２６ｈの全周に、綾目ローレットが施されている（図１及び図２参照）。

絶縁粉末２８は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする耐熱性絶縁材料からなる。この絶縁粉末２８は、シースチューブ２１と、ヒータコイル１１及び中軸２６の被保持部２６ｈ及びコイル接続部２６ｓとの間隙を埋めた状態で、シースチューブ２１内に充填され圧縮されている。このため、シースチューブ２１とヒータコイル１１及び中軸２６との間を、電気的に絶縁している。

なお、ヒータ部１０は、次述するようにその製造時に、内部に発熱コイル１２、制御コイル１３及び中軸２６と絶縁粉末２８とを収容した加工前シースチューブ（図示しない）について、スウェージング加工を行い、シースチューブ２１を細径化すると共に、充填した絶縁粉末２８を圧密化したものである。このため、シースチューブ２１内における絶縁粉末２８の充填密度が、スウェージング加工前よりも高くされており、ヒータ部１０においては、シースチューブ２１がヒータコイル１１、中軸２６及び絶縁粉末２８と一体となっている。即ち、シースチューブ２１内において、ヒータコイル１１が、絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に保持されている。

加えて、中軸２６の被保持部２６ｈも、絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に保持されている。特に本実施形態では、前述したように、中軸２６の被保持部２６ｈに綾目ローレット（モジュールｍ＝０．２、ピッチｔ＝０．６２８ｍｍ、ｒ＝０．０６ｍｍ、ｈ＝０．１３２ｍｍ）を施してる。このため、被保持部２６ｈが絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合する形態、具体的には、凹凸(綾目ローレット)を有する形態となっているので、この被保持部２６ｈが絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に強く保持されている。

このため、本実施形態のグロープラグ２では、端子部材４３に給電ケーブルの外部接続端子（図示しない）を装着した際、あるいはこれを取り外した際に、中軸２６に軸線方向ＤＸの力が掛かっても、中軸２６の軸線方向ＤＸに移動してしまうのを抑制できる。このため、この中軸２６に接続されているヒータコイル１１が伸ばされるなどの形態変化が抑制され、グロープラグ２の温度特性の変化、例えば、通電開始から所定時間過後（３０秒経過後など）のシースチューブ２１のチューブ先端部２１ｓの温度の変化を抑制することができる。
本実施形態では、被保持部２６ｈの外周面に綾目等のローレットを設けているので、中軸２６に軸線方向ＤＸの力が掛かっても、中軸２６が軸線方向ＤＸに移動することによるグロープラグ２の温度特性の変化を確実に抑制できる。
なお、ローレットは、被保持部２６ｈに転造で形成すると、容易に形成することができる。

また、本実施形態のグロープラグ２では、中軸２６のうち被保持部２６ｈにおける中軸の直径Ｄ（直ぐ軸線方向基端側ＸＫのパッキン２９に包囲されている部分の直径を使用する）は、Ｄ＝２．７ｍｍであり、被保持部２６ｈの軸線方向ＤＸの長さＬＬは、ＬＬ＝１５．０ｍｍである。即ち、綾目ローレットを施した被保持部２６ｈの軸線方向ＤＸの長さＬＬは、直径Ｄの２倍以上の長さ、更には５倍以上の長さにされている。
このため、絶縁粉末２８を介して、シースチューブ２１に保持される被保持部２６ｈの長さＬＬが十分大きく確保できており、中軸２６に軸線方向ＤＸの力が掛った場合の中軸２６の軸線方向ＤＸの移動を、ローレット（凹凸）によって確実に抑制することができる。

次に、グロープラグ２の製造方法について、以下に説明する。
まず、別途、中軸２６を形成しておき、被保持部２６ｈの外周面に転造による綾目ローレット加工を施して、被保持部２６ｈに綾目ローレット（凹凸）を形成する。
また、別途形成しておいた発熱コイル１２と制御コイル１３とを、アーク溶接によって、接合した。次いで、中軸２６のコイル接続部２６ｓに、制御コイル１３の制御コイル基端部１３ｋを被せるように巻き付けた後、これらを溶接した。

その後は、公知のグロープラグの製造方法に従って、グロープラグ２を形成すれば良い。
簡単に説明すると、中軸２６の先端部分にヒータコイル１１（発熱コイル１２と制御コイル１３）を接続したものを、シースチューブ２１となる円筒状の部材内に挿通し、アーク溶接によって、円筒状の部材の先端を閉塞して加工前のシースチューブを形成すると共に、この加工前のシースチューブの閉塞した部分とヒータコイル１１の先端部１１ｓ（発熱コイル先端部１２ｓ）とを接合（接続）する。その後、加工前シースチューブ内に絶縁粉末２８を充填し、環状のパッキン２９でシールしたのち、加工前シースチューブの径方向外側からスウェージング加工を施す。このスウェージング加工により、加工前シースチューブが細径化されてシースチューブ２１になると共に、シースチューブ２１内で、絶縁粉末２８が圧密化される。かくして、シースチューブ２１，ヒータコイル１１及び中軸２６を一体化したヒータ部１０ができあがる。

次いで、ヒータ部１０（中軸２６及びシースチューブ２１のチューブ基端部２１ｋ）をハウジング３０の内側に圧入する。その後、中軸２６の基端部２６ｋに、前述したＯリング４１、絶縁ブッシュ４２及び端子部材４３を外嵌して、前述のグロープラグ２が得られる（図１参照）。

（変形形態１）
上述の実施形態のグロープラグ２では、中軸２６の被保持部２６ｈに、綾目ローレットの凹凸を設けて、被保持部２６ｈを絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合させた例を示した。

これに対し、本変形形態１のグロープラグ１０２では、中軸１２６の被保持部１２６ｈに、雄ネジ形状の螺旋溝を設けた形態とした点で異なり（図３参照）、その他は、実施形態のグロープラグ２と同様である（図１参照）。具体的には、本変形形態１のグロープラグ１０２では、転造により、中軸１２６の被保持部１２６ｈにＭ３の雄ネジを形成している。かくして、この被保持部１２６ｈも、絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合し、この絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に強く保持されている。

このため、本変形形態１のグロープラグ１０２でも、端子部材４３に給電用ケーブルの外部接続端子（図示しない）を装着した際、あるいはこれを取り外した際に、中軸１２６に軸線方向ＤＸの力が掛かっても、中軸１２６の軸線方向ＤＸの移動を抑制できる。このため、この中軸１２６に接続されているヒータコイル１１が伸ばされるなどの形態変化が抑制され、グロープラグ１０２の温度特性の変化、例えば、通電開始から所定時間過後（３０秒経過後など）のシースチューブ２１のチューブ先端部２１ｓの温度の変化を抑制することができる。
このように本変形形態１では、被保持部１２６ｈの外周面に雄ネジ状の螺旋溝を設けているので、中軸１２６が軸線方向ＤＸに移動することによるグロープラグ１０２の温度特性の変化を確実に抑制できる。
なお、雄ネジ形状は、被保持部１２６ｈに転造で形成すると、容易に形成することができる。

また、本変形形態１のグロープラグ１０２では、中軸１２６のうち被保持部１２６ｈにおける中軸の直径Ｄ（直ぐ軸線方向基端側ＸＫのパッキン２９に包囲されている部分の直径を使用する）は、Ｄ＝２．７ｍｍであり、被保持部１２６ｈの軸線方向ＤＸの長さＬＬは、ＬＬ＝１５．０ｍｍである。即ち、雄ネジ形状の螺旋溝を施した被保持部１２６ｈの軸線方向ＤＸの長さＬＬは、その直径Ｄの２倍以上の長さ、更には５倍以上の長さにされている。
このため、絶縁粉末２８を介して、シースチューブ２１に保持される被保持部１２６ｈの長さＬＬが十分大きく確保できており、中軸１２６に軸線方向ＤＸの力が掛った場合の中軸１２６の軸線方向ＤＸの移動を、雄ネジ形状の螺旋溝（凹凸）によって確実に抑制することができる。

（変形形態２）
前述の実施形態のグロープラグ２では、中軸２６の被保持部２６ｈに、綾目ローレットの凹凸を、変形形態１のグロープラグ１０２では、中軸１２６の被保持部１２６ｈに、雄ネジ形状の凹凸を設けて、被保持部２６ｈ，１２６ｈを絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合させた例をそれぞれ示した。

これに対し、本変形形態２のグロープラグ２０２では、中軸２２６の被保持部２２６ｈに、断面矩形状（幅Ｌ１）の溝を、間隔Ｌ２で複数（本変形形態２では１０本）、全周にわたり設けた形態、即ち環状溝とした点で異なり（図４参照）、その他は、実施形態のグロープラグ２と同様である（図１参照）。具体的には、本変形形態２のグロープラグ２０２では、切削により、中軸２２６の被保持部２２６ｈ（直径Ｄ＝２．７ｍｍ、直ぐ軸線方向基端側ＸＫのパッキン２９に包囲されている部分の直径Ｄも同じ）に、幅Ｌ１＝０．４ｍｍ、深さｆ＝Ｄ／２０＝０．１５ｍｍの断面矩形状の環状溝２２６ｍを１０本、間隔Ｌ２＝１．１ｍｍを開けて形成している。かくして、この被保持部２２６ｈも、絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合し、この絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に強く保持されている。

このため、本変形形態２のグロープラグ２０２でも、端子部材４３に給電用ケーブルの外部接続端子（図示しない）を装着した際、あるいはこれを取り外した際に、中軸２２６に軸線方向ＤＸの力が掛かっても、中軸２２６の軸線方向ＤＸの移動を抑制できる。このため、この中軸２２６に接続されているヒータコイル１１が伸ばされるなどの形態変化が抑制され、グロープラグ２０２の温度特性の変化、例えば、通電開始から所定時間過後（３０秒経過後など）のシースチューブ２１のチューブ先端部２１ｓの温度の変化を抑制することができる。
本実施形態では、被保持部２２６ｈの外周面に矩形状の環状溝２２６ｍを複数本設けているので、中軸２２６が軸線方向ＤＸに移動することによるグロープラグ２０２の温度特性の変化を確実に抑制できる。

また、本変形形態２のグロープラグ２０２でも、中軸２２６のうち被保持部２２６ｈにおける中軸の直径Ｄ（パッキン２９に包囲されている部分の直径、及び被保持部２２６ｈのうち環状溝２２６ｍを形成していない部分の直径）は、Ｄ＝２．７ｍｍであり、被保持部２２６ｈの軸線方向ＤＸの長さＬＬは、ＬＬ＝１５．０ｍｍである。即ち、環状溝２２６ｍを設けた被保持部２２６ｈの軸線方向ＤＸの長さＬＬは、その直径Ｄの２倍以上の長さ、更には５倍以上の長さにされている。
このため、絶縁粉末２８を介して、シースチューブ２１に保持される被保持部２２６ｈの長さＬＬが十分大きく確保できており、中軸２２６に軸線方向ＤＸの力が掛った場合の中軸２２６の軸線方向ＤＸの移動を、矩形状の環状溝２２６ｍ（凹凸）によって確実に抑制することができる。

（実施例，比較例）
次いで、本変形形態２のグロープラグ２０２における、環状溝２２６ｍの深さｆを変化させた実施例１〜４及び比較例１，２に係るグロープラグを作製した。さらに中軸２２６の直径ＤをＤ＝２．４ｍｍとして、環状溝２２６ｍの深さｆを変化させた実施例５〜８及び比較例３，４に係るグロープラグを作製した。

＜引き抜き試験、抜け量測定＞
まず、実施例及び比較例に係る各グロープラグ２０２（各サンプル数Ｎ＝３０）の作製に先立ち、ハウジング３０に圧入する直前の状態のヒータ部１０（具体的には、 内部に発熱コイル１２、制御コイル１３及び中軸２６と絶縁粉末２８とを収容した加工前シースチューブに、スウェージング加工を行い、シースチューブ２１の細径化及び充填した絶縁粉末２８の圧密化を行ったもの）をそれぞれ用意する。そして、各ヒータ部１０のシースチューブ２１をチャックし、シースチューブ２１から突出している中軸２２６（図１，図４参照）に、軸線方向基端側ＸＫに引き抜くように１５００Ｎの荷重をかける。この引き抜き試験の前後での、シースチューブ２１のチューブ基端部２１ｋから突出している中軸２６の突出寸法の変化を、抜け量（ｍｍ）として測定した。なお、グロープラグ(ヒータ部１０）の製造途中のスウェージング時に中軸が破断したために、「抜け量」を測定できないサンプルが生じた比較例２，４については、「−」として表示した。

＜通電試験、温度測定、温度ばらつき評価＞
さらに、引き抜き試験を行った各ヒータ部１０をハウジング３０に圧入する等して、グロープラグ２０２を作製する。このグロープラグ２０２について、常温、大気圧の環境下で、エンジンヘッド相当のジグに取り付け、１１Ｖ×２ｓｅｃ印加後、定格電圧（５Ｖ）を２８ｓｅｃ印加する通電試験を行い、３０ｓｅｃ経過時のヒータ先端から２ｍｍ基端側の部位の温度を放射温度計で測定した。各サンプル（Ｎ＝３０）について得た温度のデータから、標準偏差の３倍（３σ)を、「温度ばらつき」とした。さらに、温度ばらつきが「３０℃以下」の場合を「○」、温度ばらつきが「３１−４９℃」の場合を「△」、温度ばらつきが「５０℃以上」の場合を「×」とした。なお、グロープラグの製造途中のスウェージング時に中軸が破断したサンプルが発生した比較例２，４については、「温度ばらつき」を測定、評価しないこととして、「−」と表示した。

その結果を表１に示す。環状溝２２６ｍを設けなかった比較例１，３のグロープラグでは、抜け量が最も大きく、いずれも抜け量０．８ｍｍとなった。また、温度ばらつき評価も「×」となった。比較例１におけるＮ＝３０ヶのサンプルのうち、抜け量が大きいサンプルにおいては、中軸２２６が大きく軸線方向基端側ＸＫに移動したため、ヒータコイル１１が変形してその温度特性が変化した。このため、抜け量の小さかったサンプルと比べて、同じ比較例１のサンプル同士間での３０秒時温度に大きな差異が生じたためである。

これに対し、中軸の直径Ｄ＝２．７ｍｍの実施例１〜４のグロープラグでは、被保持部２２６ｈに環状溝２２６ｍを複数設けているため、被保持部２２６ｈが絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に強く保持されている。このため、抜け量が０．７０ｍｍ以下となった。即ち、中軸２２６の軸線方向基端側ＸＫへの移動が、比較例１に比して抑制された。また、これに伴って、温度ばらつき評価も「△」あるいは「○」となった。ヒータコイル１１の変形が抑制され、及び、これに伴う温度特性の変化も抑制されたため、各実施例のサンプル間での３０秒時温度の差異の発生も抑制されたためであると考えられる。
特に、環状溝２２６ｍの深さｆを、ｆ≧Ｄ／３０とした実施例２〜４においては、抜け量が０．３５ｍｍ以下に大幅に小さくなり、温度ばらつき評価も「○」となった。

中軸の直径Ｄ＝２．４ｍｍの場合である実施例５〜８についても同様の結果となっている。即ち、実施例５〜８のグロープラグでも、被保持部２２６ｈに環状溝２２６ｍを複数設けているため、被保持部２２６ｈが絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に強く保持されている。このため、抜け量が０．７０ｍｍ以下となり、中軸２２６の軸線方向基端側ＸＫへの移動が、比較例３に比して抑制された。また、温度ばらつき評価も「△」あるいは「○」となった。ヒータコイル１１の変形が抑制され、温度特性の変化も抑制されたため、各実施例のサンプル間での３０秒時温度の差異の発生も抑制されたためである。
特に、環状溝２２６ｍの深さｆを、ｆ≧Ｄ／３０以上とした実施例６〜８においては、抜け量が０．４０ｍｍ以下に大幅に小さくなり、温度ばらつき評価も「○」となった。

但し、環状溝２２６ｍの深さｆを、Ｄ／４以上とした比較例２，４においては、前述したように、グロープラグの製造途中のスウェージング時に中軸２２６が破断した。環状溝２２６ｍの部分で中軸２２６が細くなりすぎ、スウェージング時に中軸に係る引っ張り応力に、耐えられなかったためと考えられる。

以上から、本変形形態２のグロープラグ２０２においては、環状溝２２６ｍの深さｆを、中軸２２６の直径Ｄとの対比において、Ｄ／３０≦ｆ≦Ｄ／５の範囲とすると良いことが判る。特に、Ｄ／２０≦ｆ≦Ｄ／５の範囲とすると、温度ばらつき評価も「○」となり、さらに好ましいことが判る。

このように本変形形態２のグロープラグ２０２では、環状溝２２６ｍの溝の深さｆを、被保持部における直径Ｄに対し、そのｆ≧Ｄ／３０としている。環状溝２２６ｍの深さｆが小さすぎる場合（ｆ＜Ｄ／３０）には、被保持部２２６ｈの環状溝２２６ｍと、充填された絶縁粉末２８との係合する大きさ（深さ）が小さく、十分に中軸２２６の移動を抑制できないからである。また、環状溝２２６ｍの深さｆが大きすぎる場合（ｆ＞Ｄ／５）には、環状溝２２６ｍの部分において中軸２２６が細くなりすぎて、中軸２２６及びヒータコイル１１をシースチューブ２１内に収容し、絶縁粉末２８を充填してスウェージング加工により絶縁粉末２８を圧縮しつつ、シースチューブ２１やヒータコイル１１や中軸２２６を引き延ばす際に、中軸２２６が破断しやすく、信頼性が低いグロープラグになりやすい。これに対し、上述のグロープラグ２０２では、中軸２２６の破断も生じにくく、かつ、十分に中軸２２６の移動を抑制できるグロープラグとなる。

以上で説明したように、実施形態及び変形形態１，２のグロープラグ２，１０２，２０２では、中軸２６，１２６，２２６の被保持部２６ｈ，１２６ｈ，２２６ｈが、絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合する形態とされ、この絶縁粉末２８を介してシースチューブ２１に保持されている。具体的には、被保持部２６ｈ，１２６ｈ，２２６ｈが、中軸２６等の軸線方向ＤＸの移動を抑制する凹凸を有する形態とされている。このため、給電ケーブルの外部接続端子（図示しない）をグロープラグ２等に着脱するなどの際に、中軸２６等に軸線方向ＤＸの力が掛かっても、中軸２６等の軸線方向ＤＸの移動を抑制できる。このため、この中軸２６等に接続されているヒータコイル１１の形態変化が抑制され、グロープラグ２等の温度特性の変化を抑制することができる。

以上において、本発明を実施形態、変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態等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言うまでもない。
実施形態、変形形態１，２では、被保持部２６ｈ，１２６ｈ，２２６ｈの全周にわたって、綾目ローレット、雄ネジ形状の螺旋溝、あるいは環状溝を設けた例を示した。
しかし、中軸２６等の被保持部２６ｈ等は、シースチューブ２１等の内部に充填され圧縮された圧粉状態の絶縁粉末２８に軸線方向ＤＸに係合する形態であれば良く、例えば、中軸２６等に掛かる軸線方向ＤＸの力に抗して、中軸２６等の軸線方向ＤＸの移動を抑制できる凹凸を有する形態であれば良い。さらに具体的には、中軸２６の被保持部２６ｈの外周面に、軸線方向ＤＸに径方向寸法が変動する凹凸を、少なくとも周方向の一部に設けた形態が挙げられる。具体的には、中軸の被保持部の外周面に、散点状に、半球状や三角錐、四角錐状の凸部を設けた形態のものが挙げられる。また、中軸の被保持部の外周面に、散点状に、半球状や三角錐、四角錐状の凹部を設けた形態のものも挙げられる。更には、中軸の被保持部の外周面に、散点状に、半球状などの凸部と凹部の両方を設けたものも挙げられる。
また、変形形態２では、環状溝２２６ｍを設けた例を示したが、環状溝（環状凹部）に代えて、被保持部に、被保持部から径方向外側に向けて環状に突出する複数の環状凸部を設けても、また、複数の環状凸部と複数の環状凹部の両者を設けても良い。

また例えば、実施形態等では、シースチューブ２１内に発熱コイル１２と制御コイル１３を含むヒータコイル１１を収容した、二材タイプのヒータ部１０を有するグロープラグを例示した。しかし、このほか、制御コイルを有さず、シースチューブ内にヒータコイルとして発熱コイルのみを収容した、いわゆる一材タイプのヒータ部を有するグロープラグに適用することもできる。
また、実施形態、変形形態１，２では、中軸２６等に端子部材４３を被せて固定した径チアのグロープラグ２等を示したが、中軸の基端部自身を、外部接続端子を接続する端子部として利用する形態のグロープラグに適用することもできる。
また、ヒータコイル１１内に、予め棒状のセラミック材を配置した形態のヒータ部１０を有するグロープラグにも適用することができる。

２ ，１０２，２０２ グロープラグ
１０ ヒータ部
１１ ヒータコイル
１１ｓ （ヒータコイルの）先端部
１１ｋ （ヒータコイルの）基端部
１１ｔ （発熱コイルと制御コイルの）接続部
１２ 発熱コイル
１２ｓ 発熱コイル先端部
１２ｋ 発熱コイル基端部
１３ 制御コイル
１３ｓ 制御コイル先端部
１３ｋ 制御コイル基端部
２１ シースチューブ
２１ｓ チューブ先端部
２１ｋ チューブ基端部
２６，１２６，２２６ 中軸
２６ｓ，１２ｓ，２２６ｓ （中軸の）コイル接続部
２６ｈ，１２６ｈ，２２６ｈ （中軸の）被保持部
２６ｋ，１２６ｋ，２２６ｋ （中軸の）基端部
２２６ｍ 環状溝（環状凹部）
２８ 絶縁粉末
２９ パッキン
３０ ハウジング
３１ （ハウジングの）ハウジング先端
３２ （ハウジングの）ハウジング基端
３５ 雄ネジ部
３６ 工具係合部
４１ Ｏリング
４２ 絶縁ブッシュ
４３ 端子部材
ＡＸ （グロープラグ、ヒータコイルの）軸線
ＤＸ 軸線方向
ＸＫ 軸線方向基端側
ＸＳ 軸線方向先端側

Claims (4)

1. 金属からなり、軸線に沿う軸線方向に延びるヒータコイルと、
   上記ヒータコイルの上記軸線方向基端側に位置し、上記軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸であって、
   上記軸線方向先端に位置し、上記ヒータコイルと接続するコイル接続部を有する
   中軸と、
   金属からなり、上記中軸のうち上記軸線方向先端側の部位及び上記ヒータコイルを包囲する上記軸線方向先端側が閉じた有底筒状のシースチューブと、
   上記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、を有する
   グロープラグであって、
   上記中軸のうち、上記コイル接続部の上記軸線方向基端側に隣り合って位置し、上記絶縁粉末に包囲された被保持部は、上記絶縁粉末に上記軸線方向に係合する形態とされ、上記絶縁粉末を介して上記シースチューブに保持されてなり、
   前記被保持部は、その外周面に、綾目ローレット、斜めローレット、または、溝が周方向に延びる平目ローレットを設けた形態である
   グロープラグ。
2. 金属からなり、軸線に沿う軸線方向に延びるヒータコイルと、
   上記ヒータコイルの上記軸線方向基端側に位置し、上記軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸であって、
   上記軸線方向先端に位置し、上記ヒータコイルと接続するコイル接続部を有する
   中軸と、
   金属からなり、上記中軸のうち上記軸線方向先端側の部位及び上記ヒータコイルを包囲する上記軸線方向先端側が閉じた有底筒状のシースチューブと、
   上記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、を有する
   グロープラグであって、
   上記中軸のうち、上記コイル接続部の上記軸線方向基端側に隣り合って位置し、上記絶縁粉末に包囲された被保持部は、上記絶縁粉末に上記軸線方向に係合する形態とされ、上記絶縁粉末を介して上記シースチューブに保持されてなり、
   前記被保持部は、その外周面に、雄ねじ状の螺旋溝を設けた形態である
   グロープラグ。
3. 金属からなり、軸線に沿う軸線方向に延びるヒータコイルと、
   上記ヒータコイルの上記軸線方向基端側に位置し、上記軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸であって、
   上記軸線方向先端に位置し、上記ヒータコイルと接続するコイル接続部を有する
   中軸と、
   金属からなり、上記中軸のうち上記軸線方向先端側の部位及び上記ヒータコイルを包囲する上記軸線方向先端側が閉じた有底筒状のシースチューブと、
   上記シースチューブ内に充填された絶縁粉末と、を有する
   グロープラグであって、
   上記中軸のうち、上記コイル接続部の上記軸線方向基端側に隣り合って位置し、上記絶縁粉末に包囲された被保持部は、上記絶縁粉末に上記軸線方向に係合する形態とされ、上記絶縁粉末を介して上記シースチューブに保持されてなり、
   前記被保持部は、その外周面に、全周にわたり径方向に突出する環状凸部及び全周にわたり径方向に凹入する環状凹部の少なくともいずれかを、複数設けた形態である
   グロープラグ。
4. 請求項３に記載のグロープラグであって、
   前記被保持部は、
   前記環状凸部または前記環状凹部により、全周にわたり環状溝が形成されてなり、
   上記環状溝は、溝の深さをｆ（ｍｍ）、前記中軸の前記被保持部における直径をＤ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）を満たす形態である
   グロープラグ。
   Ｄ／３０≦ｆ≦Ｄ／５ …（１）