JP6739313B2 - グロープラグ - Google Patents

Description

本明細書は、内燃機関等に利用されるセラミックグロープラグに関する。

従来から、内燃機関の始動補助などのために、通電によって発熱するセラミックグロープラグが利用されている。セラミックグロープラグとしては、例えば、セラミックヒータと、セラミックヒータに接続された中軸と、を備えるものが使用されている。ところで、製造時に、中軸がセラミックヒータに対して傾斜した状態で、中軸がセラミックヒータに固定されることがある。そして、セラミックグロープラグの主体金具とセラミックヒータと中軸とを組み付けるときには、各部材が同軸上に配置されるように、中軸の傾きを小さくするような力が、中軸に印加されることがあり、その結果、セラミックヒータが破損する虞がある。そこで、このような力がセラミックヒータに伝わってセラミックヒータが破損することを防ぐために、応力を緩和するための径が小さい部分を中軸に設ける技術が提案されている。

特開２００６−２０７９８８号公報 特開２００２−３５９０６０号公報 米国特許第４２５２０９１号明細書 特開２０１４−１０９４３４号公報 特開２０１５−７８８２５号公報

ところが、中軸とセラミックヒータとの間で伝達される力を適切に緩和する点については、十分な工夫がなされていないのが実情であった。

本明細書は、中軸とセラミックヒータとの間で伝達される力を適切に緩和できる技術を開示する。

本明細書は、例えば、以下の適用例を開示する。

［適用例１］
軸線の方向に延びる貫通孔を有する主体金具と、
前記主体金具の前記貫通孔に挿通されて、前記主体金具の先端側に保持されるセラミックヒータと、
前記主体金具の前記貫通孔内に挿通され、前記セラミックヒータに電気的に接続される棒状で金属製の中軸と、
を備えるグロープラグであって、
前記中軸は、前記軸線の方向に沿って延びる１以上の括れ部であり、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の周方向に亘って設けられる溝部が前記軸線の方向に複数並ぶ括れ部を含み、
前記１以上の括れ部のうちの最も先端側の括れ部は、前記中軸の先端と後端との間の前記軸線の方向の中間位置よりも先端側に配置された部分を含み、
前記最も先端側の括れ部において、複数の前記溝部の前記軸線の方向のピッチは、１．１ｍｍ未満であり、
前記軸線を含む平らな断面において、
前記溝部は、先端側に向けて前記軸線の方向に対して斜めに傾斜する先端側傾斜面と、後端側に向けて前記軸線の方向に対して斜めに傾斜する後端側傾斜面と、を含み、
前記最も先端側の括れ部において、前記先端側傾斜面と前記後端側傾斜面とのなす角度は、６０度未満である、
グロープラグ。

この構成によれば、中軸とセラミックヒータとの間で伝達される力を適切に緩和できる。

［適用例２］
適用例１に記載のグロープラグであって、
前記グロープラグは、前記主体金具の前記貫通孔に挿通されると共に、前記セラミックヒータを保持する外筒と、前記主体金具の内周面と前記中軸の外周面とに挟まれるパッキンと、をさらに有し、
前記パッキンと前記中軸の前記外周面との接触部分のうちの前記軸線の方向の中心の位置である第１位置と、前記セラミックヒータと前記外筒との接触部分のうちの最も後端側の位置である第２位置と、の間の前記軸線の方向の距離をＬａとし、
前記第１位置と、前記最も先端側の括れ部の先端と、の間の前記軸線の方向の距離をＬｂとし、
前記セラミックヒータの前記第２位置での外径をＤａとする場合に、
以下の式が満たされる、グロープラグ。

この構成によれば、製造時などの中軸に力が印加されるときに、中軸からヒータに伝わる力を適切に緩和できる。

［適用例３］
適用例１または２に記載のグロープラグであって、
前記最も先端側の括れ部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の周方向に亘って１周する閉じたループ状の溝によって形成されており、
前記パッキンと前記中軸の前記外周面との接触部分のうちの前記軸線の方向の中心の位置である第１位置と、前記セラミックヒータと前記外筒との接触部分のうちの最も後端側の位置である第２位置と、の間の前記軸線の方向の距離をＬａとし、
前記第１位置と、前記最も先端側の括れ部の先端と、の間の前記軸線の方向の距離をＬｂとし、
前記セラミックヒータの前記第２位置での外径をＤａとし、
前記中軸のうち前記最も先端側の括れ部が形成された部分における最小の外径をＤｂとする場合に、以下の式が満たされる、グロープラグ。

この構成によれば、中軸からヒータに伝わる力を適切に緩和できる。

［適用例４］
適用例１から３のいずれかに記載のグロープラグであって、
前記中軸は、
前記１以上の括れ部のうちの少なくとも１つの括れ部の先端側に接続された部分であり、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って設けられる溝部を含む第１移行部と、
前記第１移行部の先端側に接続され、外径が略一定な部分である第１胴部と、
を含み、
前記第１移行部の前記溝部の底部と前記中軸の中心軸との間の距離は、前記括れ部の前記溝部の底部と前記中心軸との間の距離よりも大きく、前記第１胴部の外周面と前記中心軸との間の距離よりも小さい、
グロープラグ。

この構成によれば、中軸に力が印加された場合に、第１移行部の溝部の底部が曲がることによって、括れ部の先端側の端部に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

［適用例５］
適用例４に記載のグロープラグであって、
前記第１移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
前記第１移行部の前記複数の溝部に関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きい、
グロープラグ。

この構成によれば、第１移行部の複数の溝部は、括れ部と第１胴部との間で、溝部の外径を徐々に変化させるので、第１移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

［適用例６］
適用例４に記載のグロープラグであって、
前記第１移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
前記第１移行部の前記複数の溝部によって形成される隣合う２個の溝部のＮ個（Ｎは２以上の整数）のペアのうち、Ｌ個（Ｌは１以上Ｎ−１以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きく、Ｎ−Ｌ個のペアのそれぞれに関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径と同じである、
グロープラグ。

この構成によれば、第１移行部の複数の溝部は、括れ部と第１胴部との間で、溝部の外径を複数の段階で変化させるので、第１移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

［適用例７］
適用例１から６のいずれかに記載のグロープラグであって、
前記中軸は、
前記１以上の括れ部のうちの少なくとも１つの括れ部の後端側に接続された部分であり、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って設けられる溝部を含む第２移行部と、
前記第２移行部の後端側に接続され、外径が略一定な部分である第２胴部と、
を含み、
前記第２移行部の前記溝部の底部と前記中軸の中心軸との間の距離は、前記括れ部の前記溝部の底部と前記中心軸との間の距離よりも大きく、前記第２胴部の外周面と前記中心軸との間の距離よりも小さい、
グロープラグ。

この構成によれば、中軸に力が印加された場合に、第２移行部の溝部の底部が曲がることによって、括れ部の後端側の端部に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

［適用例８］
適用例７に記載のグロープラグであって、
前記第２移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
前記第２移行部の前記複数の溝部に関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きい、
グロープラグ。

この構成によれば、第２移行部の複数の溝部は、括れ部と第２胴部との間で、溝部の外径を徐々に変化させるので、第２移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

［適用例９］
適用例７に記載のグロープラグであって、
前記第２移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
前記第２移行部の前記複数の溝部によって形成される隣合う２個の溝部のＰ個（Ｐは２以上の整数）のペアのうち、Ｑ個（Ｑは１以上Ｐ−１以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きく、Ｐ−Ｑ個のペアのそれぞれに関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径と同じである、
グロープラグ。

この構成によれば、第２移行部の複数の溝部は、括れ部と第２胴部との間で、溝部の外径を複数の段階で変化させるので、第２移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

なお、本明細書に開示の技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、グロープラグ用の中軸、その中軸を備えるグロープラグ、そのグロープラグを備える始動補助装置、そのグロープラグを搭載する内燃機関、そのグロープラグを備える始動補助装置を搭載する内燃機関等の態様で実現することができる。

実施形態のセラミックグロープラグの一例の概略図である。 中軸３０の説明図である。 組立体２００の概略断面図である。 評価試験の結果を示すグラフである。 評価試験の結果を示すグラフである。 中軸３０の外観の概略図である。 中軸の別の実施形態の概略図である。 中軸の別の実施形態の概略図である。 中軸の別の実施形態の概略図である。 中軸の変形例の概略図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．セラミックグロープラグの構成：
図１は、実施形態のセラミックグロープラグの一例の概略図である。図１（Ａ）は、セラミックグロープラグ１０（以下、単に「グロープラグ１０」とも呼ぶ）の断面図であり、図１（Ｂ）は、グロープラグ１０のうちのセラミックヒータ素子４０を含む部分を示す拡大断面図である。図示されたラインＣＬは、グロープラグ１０の中心軸を示している。図示された断面は、中心軸ＣＬを含む平らな断面である。以下、中心軸ＣＬのことを「軸線ＣＬ」とも呼び、中心軸ＣＬに平行な方向を「軸線方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸ＣＬを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬと平行な方向のうち、図１における下方向を第１方向Ｄ１と呼ぶ。第１方向Ｄ１は、後述する端子部材８０からセラミックヒータ素子４０に向かう方向である。図中の第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３とは、互いに垂直な方向であり、いずれも、第１方向Ｄ１と垂直な方向である。以下、第１方向Ｄ１を、先端方向Ｄ１とも呼び、第１方向Ｄ１の反対方向を、後端方向Ｄ１ｒとも呼ぶ。また、図１における先端方向Ｄ１側をグロープラグ１０の先端側と呼び、図１における後端方向Ｄ１ｒ側をグロープラグ１０の後端側と呼ぶ。

グロープラグ１０は、主体金具２０と、中軸３０と、セラミックヒータ素子４０（以下、単に「ヒータ素子４０」とも呼ぶ）と、Ｏリング５０（以下、パッキン５０とも呼ぶ）と、絶縁部材６０と、金属外筒７０（以下、単に「外筒７０」とも呼ぶ）と、端子部材８０と、接続部材９０と、を含んでいる。主体金具２０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔２０ｘを有する筒状の部材である。また、主体金具２０は、後端方向Ｄ１ｒ側の端部に形成された工具係合部２８と、工具係合部２８よりも先端方向Ｄ１側に設けられた雄ネジ部２２と、を含んでいる。工具係合部２８は、グロープラグ１０の脱着時に、図示しない工具と係合する部分である。雄ネジ部２２は、図示しない内燃機関の取付孔の雌ネジに螺合するためのネジ山を含んでいる。主体金具２０は、導電性材料（例えば、炭素鋼等の金属）で形成されている。

主体金具２０の貫通孔２０ｘには、中軸３０が収容されている。中軸３０は、棒状の部材であり、軸線ＣＬに沿って延びている。中軸３０は、導電材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成されている。中軸３０の後端方向Ｄ１ｒ側の端部である後端部３９は、主体金具２０の後端方向Ｄ１ｒ側の開口ＯＰｂの後端方向Ｄ１ｒ側に露出している。中軸３０のうちの先端方向Ｄ１側の端部３１と後端方向Ｄ１ｒ側の端部３９との間には、括れ部４１０が設けられている。括れ部４１０の詳細については、後述する。

開口ＯＰｂの近傍において、中軸３０の外面と、主体金具２０の貫通孔２０ｘの内面と、の間には、リング状のパッキン５０が設けられている。パッキン５０は、弾性材料（例えば、ゴム）で形成されている。さらに、主体金具２０の開口ＯＰｂには、リング状の絶縁部材６０が装着されている。絶縁部材６０は、筒状部６２と、筒状部６２の後端方向Ｄ１ｒ側に設けられたフランジ部６８と、を含んでいる。筒状部６２は、中軸３０の外面と、主体金具２０の開口ＯＰｂを形成する部分の内面と、の間に挟まれている。絶縁部材６０は、例えば、樹脂で形成されている。主体金具２０は、これらの部材５０、６０を介して、中軸３０を支持している。

図１（Ａ）の左部には、主体金具２０と中軸３０とのうちのパッキン５０を挟む部分の部分拡大図が示されている。パッキン５０は、主体金具２０の内周面２０ｓと中軸３０の外周面３０ｓとの双方に接触することによって、主体金具２０の内周面２０ｓと中軸３０の外周面３０ｓとの間をシールしている。また、パッキン５０は、これらの面２０ｓ、３０ｓの間で押しつぶされている。図中の領域Ａｃは、中軸３０の外周面３０ｓのうちのパッキン５０と接触する部分を示している（以下、接触部分Ａｃとも呼ぶ）。第１位置Ｐ１は、この接触部分Ａｃのうち軸線ＣＬに平行な方向の中心の位置である。すなわち、第１位置Ｐ１は、接触部分Ａｃの先端方向Ｄ１側の端Ａｃ１から、接触部分Ａｃの後端方向Ｄ１ｒ側の端Ａｃ２までの範囲を、軸線ＣＬに平行に二等分する位置である。

絶縁部材６０の後端方向Ｄ１ｒ側には、端子部材８０が配置されている。端子部材８０は、キャップ状の部材であり、導電材料（例えば、炭素鋼等の金属）で形成されている。端子部材８０と主体金具２０との間には、絶縁部材６０のフランジ部６８が挟まれている。端子部材８０には、中軸３０の後端部３９が挿入されている。端子部材８０が加締められることによって、端子部材８０が後端部３９に固定されている。これにより、端子部材８０は、中軸３０に、電気的に接続される。

主体金具２０の先端方向Ｄ１側の開口ＯＰａには、外筒７０の後端方向Ｄ１ｒ側の部分が挿入され、そして、主体金具２０に外筒７０が固定されている（例えば、圧入や溶接）。外筒７０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔７０ｘを有する筒状の部材である。外筒７０は、導電性材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成されている。

外筒７０の貫通孔７０ｘには、通電によって発熱するヒータ素子４０が挿入されている。ヒータ素子４０は、中心軸ＣＬに沿って延びるように配置された棒状の部材である。外筒７０は、ヒータ素子４０の中央部分の外周面を、保持している。ヒータ素子４０の先端部４１と後端部４９とは、外筒７０の外に露出している。ヒータ素子４０の後端部４９は、主体金具２０の貫通孔２０ｘに収容されている。以下、ヒータ素子４０と金属外筒７０との全体を、「ヒータモジュール４９０」とも呼ぶ。

ヒータ素子４０の後端部４９には、接続部材９０が固定されている。接続部材９０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔を有する円筒状の部材であり、導電性材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成されている。接続部材９０の先端方向Ｄ１側の部分には、ヒータ素子４０の後端部４９が圧入されている。接続部材９０の後端方向Ｄ１ｒ側の部分には、中軸３０の先端方向Ｄ１側の端部である先端部３１が圧入されている。これにより、中軸３０は、接続部材９０を介して、ヒータ素子４０に固定される。また、中軸３０は、接続部材９０に電気的に接続される。なお、中軸３０の先端部３１と接続部材９０とは、溶接されてもよい。

次に、ヒータモジュール４９０の詳細について、説明する。図１（Ｂ）には、金属外筒７０と接続部材９０とヒータ素子４０とのより詳細な断面図が示されている。ヒータ素子４０は、軸線ＣＬに沿って延びる丸棒状の基体２１０と、基体２１０の内部に埋設された、略Ｕ字状の発熱抵抗体２２０（以下、単に「抵抗体２２０」と呼ぶ）と、を含んでいる。基体２１０は、絶縁性セラミック材料で形成されている（例えば、窒化ケイ素を含む材料）。抵抗体２２０は、導電性セラミック材料で形成されている（例えば、窒化ケイ素と導電物質とを含む材料。導電物質は、例えば、炭化タングステンである）。基体２１０は、抵抗体２２０を覆った状態で、抵抗体２２０を支持している。ヒータ素子４０は、材料を焼成することによって、形成される。基体２１０の先端部（すなわち、ヒータ素子４０の先端部４１）は、丸められている。抵抗体２２０の電気伝導率は、基体２１０の電気伝導率よりも、高い。抵抗体２２０は、通電によって、発熱する。

抵抗体２２０は、２本のリード部２２１、２２２と、それらのリード部２２１、２２２に接続された発熱部２２３と、電極取出部２８１、２８２と、を含んでいる。各リード部２２１、２２２は、ヒータ素子４０の後端部４９から先端部４１の近傍まで軸線ＣＬの延びる方向に沿って（ここでは、軸線ＣＬに平行に）延びている。第１リード部２２１と第２リード部２２２とは、中心軸ＣＬを挟んでおおよそ対称な位置に、配置されている。第３方向Ｄ３は、第２リード部２２２から第１リード部２２１へ向かう方向である。

発熱部２２３は、ヒータ素子４０の先端部４１に埋設され、第１リード部２２１の先端方向Ｄ１側の端と第２リード部２２２の先端方向Ｄ１側の端とを接続する。すなわち、リード部２２１、２２２は、発熱部２２３の後端方向Ｄ１ｒ側に接続されている。発熱部２２３の形状は、ヒータ素子４０の先端部４１の丸い形状に沿って湾曲する略Ｕ字状である。発熱部２２３の断面積は、リード部２２１、２２２のそれぞれの断面積よりも、小さい。また、発熱部２２３の単位長さ当たりの電気抵抗は、リード部２２１、２２２の単位長さ当たりの電気抵抗よりも、大きい。この結果、通電時には、発熱部２２３の温度が、リード部２２１、２２２の温度と比べて、急速に上昇する。

第１リード部２２１の後端方向Ｄ１ｒ側の部分には、第１電極取出部２８１が接続されている。第１電極取出部２８１は、径方向に沿って延びている。第１電極取出部２８１の内側の端部は第１リード部２２１に接続され、第１電極取出部２８１の外側の端部は、ヒータ素子４０の外面に露出する。第１電極取出部２８１の露出部分は、外筒７０の内周面に接触している。これにより、外筒７０と第１リード部２２１とが、電気的に接続される。

第２リード部２２２の後端方向Ｄ１ｒ側の部分には、第２電極取出部２８２が接続されている。第２電極取出部２８２は、径方向に沿って延びており、第１電極取出部２８１よりも、後端方向Ｄ１ｒ側に配置されている。第２電極取出部２８２の内側の端部は、第２リード部２２２に接続され、第２電極取出部２８２の外側の端部は、ヒータ素子４０の外面に露出する。第２電極取出部２８２の露出部分は、接続部材９０の内周面に接触している。これにより、接続部材９０と第２リード部２２２とが、電気的に接続される。

図中の第２位置Ｐ２は、ヒータ素子４０と外筒７０との接触部分Ａｅのうちの最も後端方向Ｄ１ｒ側の端Ａｅ２の位置である。すなわち、ヒータ素子４０の外周面４０ｓのうち外筒７０の内周面７０ｓに接触する部分Ａｅは、第２位置Ｐ２から先端方向Ｄ１側に向かって延びている。

グロープラグ１０の使用時には、主体金具２０と端子部材８０との間に、電圧が印加される。上述したように、第１リード部２２１は、第１電極取出部２８１と金属外筒７０とを介して、主体金具２０に電気的に接続されている。第２リード部２２２は、第２電極取出部２８２と接続部材９０と中軸３０とを介して、端子部材８０に電気的に接続されている。従って、主体金具２０と端子部材８０とを通じて供給された電力は、リード部２２１、２２２を通じて、発熱部２２３に供給される。これにより、発熱部２２３が発熱する。

図２は、中軸３０の説明図である。図２（Ａ）は、中軸３０の外観の概略を示し、図２（Ｂ）は、中軸３０の括れ部４１０の断面を示している。図２（Ｂ）の断面は、軸線ＣＬを含む平らな断面である。図示するように、括れ部４１０の外周面には、径方向の内側に向かって凹む複数の溝部３００が形成されている。各溝部３００は、中軸３０の外周面３０ｓ上で、中軸３０の周方向に亘って１周する閉じたループ状の溝である。すなわち、各溝部３００は、軸線ＣＬの周りを１周している。

図２（Ｂ）の断面上において、各溝部３００は、底部３１０と、底部３１０を挟んで対向する２つの傾斜面３２０、３３０と、で形成されている。底部３１０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。図中の第１長Ｌ１は、各底部３１０の軸線ＣＬに平行な方向の長さである。第１傾斜面３２０は、径方向の内側から外側に向かって傾斜面を辿る場合に先端方向Ｄ１側に向けて軸線ＣＬに対して斜めに傾斜している傾斜面である。底部３１０の先端方向Ｄ１側には、この第１傾斜面３２０が接続されている。溝部３００の先端方向Ｄ１側の傾斜面３２０を、先端側傾斜面３２０とも呼ぶ。第２傾斜面３３０は、径方向の内側から外側に向かって傾斜面を辿る場合に後端方向Ｄ１ｒ側に向けて軸線ＣＬに対して斜めに傾斜している傾斜面である。底部３１０の後端方向Ｄ１ｒ側には、第２傾斜面３３０が接続されている。溝部３００の後端方向Ｄ１ｒ側の傾斜面３３０を、後端側傾斜面３３０とも呼ぶ。

第１傾斜面３２０の径方向の外側の端部と、第２傾斜面３３０の径方向の外側の端部とは、頂部３４０に接続されている。頂部３４０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。図中の第２長Ｌ２は、各頂部３４０の軸線ＣＬに平行な方向の長さである。頂部３４０の後端方向Ｄ１ｒ側に、第１傾斜面３２０が接続され、頂部３４０の先端方向Ｄ１側に、第２傾斜面３３０が接続されている。

図示するように、括れ部４１０は、底部３１０と頂部３４０とが先端方向Ｄ１に向かって交互に並んだ波状の部分を形成している。このように、括れ部４１０は、軸線ＣＬに平行な方向に沿って延びている。

図中のピッチＰｔは、複数の溝部３００の軸線ＣＬに平行な方向のピッチである。図２（Ｂ）の実施形態では、底部３１０の後端方向Ｄ１ｒ側の端の位置を基準として、ピッチＰｔが特定されている。また、複数の溝部３００は、先端方向Ｄ１に向かって同じピッチＰｔで並んで配置されている。

図中の先端４１０ｆは、括れ部４１０の先端を示し、後端４１０ｒは、括れ部４１０の後端を示している。括れ部４１０の先端４１０ｆは、括れ部４１０の複数の底部３１０のうち、最も先端方向Ｄ１側の底部３１０の先端である。なお、本実施形態では、括れ部４１０の先端４１０ｆは、最も先端方向Ｄ１側の傾斜面３２０に接続する最も先端方向Ｄ１側の底部３１０の先端を起点としている。また、最も先端方向Ｄ１側の底部３１０よりも先端方向Ｄ１側に頂部３４０が形成されている場合であっても、括れ部４１０の先端４１０ｆは、最も先端方向Ｄ１側の底部３１０の先端を起点とする。他方、括れ部４１０の後端４１０ｒは、括れ部４１０の複数の底部３１０のうち、最も後端方向Ｄ１ｒ側の底部３１０の後端である。なお、本実施形態では、括れ部４１０の後端４１０ｒは、最も後端方向Ｄ１ｒ側の傾斜面３３０に接続する最も後端方向Ｄ１ｒ側の底部３１０の後端を起点としている。また、最も後端方向Ｄ１ｒ側の底部３１０よりも後端方向Ｄ１ｒ側に頂部３４０が形成されている場合であっても、括れ部４１０の後端４１０ｒは、最も後端方向Ｄ１ｒ側の底部３１０の後端を起点とする。

図２（Ｂ）中の長さＬｆは、括れ部４１０の軸線ＣＬに平行な方向の長さである。この長さＬｆは、括れ部４１０の先端４１０ｆと後端４１０ｒとの間の、軸線ＣＬに平行な方向の長さである。なお、長さＬｆは、５ｍｍ以上であることが好ましい。また、図中の外径Ｄｂは、括れ部４１０における最小の外径である。本実施形態では、最小の外径Ｄｂは、底部３１０の外径である。本実施形態では、括れ部４１０は、中軸３０のうちのおおよそ一定の外径Ｄｃの円柱状の部分に形成されている。この最小外径Ｄｂは、外径Ｄｃよりも小さい。図２（Ａ）中の第２距離Ｌｂは、第１位置Ｐ１と括れ部４１０の先端４１０ｆとの間の、軸線ＣＬに平行な方向の距離である。

図２（Ａ）中の中間位置Ｐ３は、中軸３０の先端３０ｆと後端３０ｒとの間の軸線ＣＬに平行な方向の中間位置である。括れ部４１０は、この中間位置Ｐ３よりも先端方向Ｄ１側に配置されている。

図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の断面のうちの溝部３００を含む部分拡大図である。図中の角度Ａｎｇは、第１傾斜面３２０と第２傾斜面３３０とのなす角度である。図２（Ｃ）の実施形態では、複数の溝部３００の間で、角度Ａｎｇは同じである。

このような複数の底部３１０と複数の頂部３４０（ひいては、複数の溝部３００が形成された部分である括れ部４１０）を、中軸３０に形成する方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、いわゆる転造を採用してもよい。具体的には、括れ部４１０の形状を反転させた形状の部分を有するローラを、中軸３０に押しつけた状態で、ローラと中軸３０とを回転させることによって、中軸３０に括れ部４１０を形成してもよい。このような加工は、ローレット加工とも呼ばれる。

このように小さい外径Ｄｂの溝部３００を有する括れ部４１０は、中軸３０の他の部分と比べて、曲がりやすい。従って、括れ部４１０は、中軸３０に力が印加される場合に、曲がることによって、中軸３０からグロープラグ１０の他の部分（例えば、ヒータ素子４０）に力が伝わることを抑制できる。例えば、グロープラグ１０の製造時（例えば、中軸３０と主体金具２０との間にパッキン５０を嵌める時）に、中軸３０に力が印加され得る。このような力が、中軸３０からヒータ素子４０へ、伝わり得る。また、グロープラグ１０を備える内燃機関が振動する時に、主体金具２０内で中軸３０が振動し得る。これにより、中軸３０からヒータ素子４０へ、力が伝わり得る。ヒータ素子４０へ伝わる力が大きい場合には、ヒータ素子４０が破損し得る。本実施形態では、括れ部４１０は、変形することによって、中軸３０からヒータ素子４０に力が伝わることを抑制できる。

また、図２（Ａ）で説明したように、括れ部４１０は、中軸３０の中間位置Ｐ３よりも先端方向Ｄ１側の部分を含んでいる。すなわち、括れ部４１０は、中軸３０のうちのヒータ素子４０に近い部分に形成されている。従って、中軸３０のうちの中間位置Ｐ３よりもヒータ素子４０に近い部分が曲がり得るので、括れ部４１０は、中軸３０からヒータ素子４０へ伝わる力を適切に緩和できる。

また、図２（Ａ）に示すように、括れ部４１０の後端４１０ｒは、中軸３０のうちのパッキン５０との接触部分Ａｃよりも先端方向Ｄ１側に配置されている。すなわち、括れ部４１０は、接触部分Ａｃには設けられずに、接触部分Ａｃよりも先端方向Ｄ１側に配置されている。従って、中軸３０とパッキン５０との間に隙間が生じることを抑制できる。

Ｂ．評価試験：
次に、評価試験について、説明する。図１に示すグロープラグ１０のサンプルを用いた評価試験と、図３に示す組立体２００（詳細は後述）のサンプルを用いた評価試験とが、行われた。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、それぞれ、評価試験の結果を示すグラフである。各グラフの各黒点は、サンプルの試験結果を表している。

グロープラグ１０のサンプルを用いた評価試験では、エンジンとグロープラグ１０（特に、中軸３０）との共振の強さが評価された。上述したように、主体金具２０内で中軸３０は、振動し得る。エンジンの振動によって中軸３０が共振する場合、中軸３０やヒータ素子４０が中軸３０の振動に起因して生じる力によって破損し得る。従って、エンジンとグロープラグ１０（特に、中軸３０）との共振の強さが小さいことが好ましい。

評価試験の方法は、以下の通りである。エンジンに相当する治具を準備した。この治具は、エンジンがエンジンマウントを介して振動可能に自動車の車体に取り付けられているのと同じく、マウントを介して振動可能に台に取り付けられている。この治具は、車体に対してエンジンが振動可能であるのと同様に、台に対して振動可能である。この治具に、グロープラグ１０のサンプルを装着した。そして、サンプルを備える治具に外部から振動する力を印加することによって治具を台に対して振動させ、共振周波数での台に対する中軸の振動の振幅のピーク値を測定した（第１ピーク値と呼ぶ）。この第１ピーク値は、台に対する治具の振動と、治具に対する中軸３０の振動（具体的には、治具に固定されたグロープラグ１０の主体金具２０に対する中軸３０の振動）と、を総合して得られる振動の振幅を示している。この第１ピーク値は、主体金具２０に設けられた孔を通じて中軸３０の位置を特定することによって、測定された。また、この治具からグロープラグ１０のサンプルを取り外した状態で治具を振動させ、共振周波数での台に対する治具の振動の振幅のピーク値を測定した（第２ピーク値と呼ぶ）。そして、第１ピーク値を第２ピーク値で除算して得られる値を、増幅率Ｒｘとして算出した。図４（Ａ）、図４（Ｃ）の試験結果は、中軸３０の構成が互いに異なる複数種類のグロープラグ１０のサンプルのそれぞれの増幅率Ｒｘを示している。

なお、第２ピーク値の取得の際に治具に印加された力の強さは、第１ピーク値の取得の際に治具に印加された力の強さと、同じである。従って、仮にグロープラグ１０のサンプルが治具の振動に全く影響を及ぼさない場合に、第２ピーク値は、第１ピーク値と同じであり、増幅率Ｒｘは、１である。実際には、グロープラグ１０のサンプルは治具の振動に影響を及ぼし、また、増幅率Ｒｘは、１よりも大きかった。ここで、治具とグロープラグ１０（特に、中軸３０）との共振の強さが大きいほど、増幅率Ｒｘが大きくなる。従って、増幅率Ｒｘが小さいことが、好ましい。また、増幅率Ｒｘが小さい場合には、中軸３０の振動が抑制される。従って、増幅率Ｒｘが小さい場合には、中軸３０からヒータ素子４０へ伝わる力が緩和される、と推定される。なお、第２ピーク値を実現する共振周波数は、第１ピーク値を実現する共振周波数と、異なり得る。

次に、組立体２００（図３）を用いる評価試験について、説明する。図３は、評価試験に用いられた組立体２００の概略断面図である。組立体２００は、外筒７０と、外筒７０に挿入されたヒータ素子４０と、ヒータ素子４０に固定された接続部材９０と、接続部材９０に固定された中軸３０と、を備えている。グロープラグ１０（図１）の他の要素（具体的には、主体金具２０とパッキン５０と絶縁部材６０と端子部材８０）は、組立体２００から省略されている。

図中の外径Ｄａは、第２位置Ｐ２におけるヒータ素子４０の外径である。第１距離Ｌａは、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の軸線ＣＬに平行な方向の距離である。第２距離Ｌｂと、括れ部４１０の長さＬｆと、括れ部４１０の最小外径Ｄｂとは、図２（Ａ）、図２（Ｂ）で説明した通りである。

評価試験の方法は、以下の通りである。組立体２００の外筒７０を、試験機（オートグラフとも呼ばれる）の台に固定した。そして、試験機を用いて、中軸３０の外周面３０ｓ上の第１位置Ｐ１に、軸線ＣＬに垂直に軸線ＣＬに向かう方向の荷重Ｆ１を、印加した。荷重Ｆ１の印加により、中軸３０は荷重Ｆ１の方向に向かって曲がった。図中には、曲がった中軸３０ｘの一部が、点線で示されている。そして、荷重Ｆ１の印加に起因する第１位置Ｐ１の荷重Ｆ１の方向（すなわち、軸線ＣＬに垂直な方向）の移動距離ｄｆが、予め決められた参考距離となるまで、荷重Ｆ１を強くした。そして、移動距離ｄｆが参考距離となった時点での荷重Ｆ１を、参考荷重として採用した（以下、参考荷重の符号として、「Ｆ」を用いる）。この参考荷重Ｆから、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２での応力を算出した。ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２から先端方向Ｄ１側の部分（先端部４１を除く）は、外筒７０によって保持されている。従って、図３のように中軸３０に荷重Ｆが印加された場合には、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２の部分に作用する応力が、大きくなる。

ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２での応力は、「曲げモーメントＭ／断面係数Ｚ」によって算出された。曲げモーメントＭは、第２位置Ｐ２での曲げモーメントであり、「参考荷重Ｆ×第１距離Ｌａ」によって算出される。断面係数Ｚは、第２位置Ｐ２でのヒータ素子４０の断面係数である。本評価試験で用いたヒータ素子４０の形状は、軸線ＣＬに沿って延びる円柱状であるので、第２位置Ｐ２での断面係数は、「（π×Ｄａ^３）／３２」である。以上により、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２の部分に作用する応力Ｓａは、Ｆ×Ｌａ／（（π×Ｄａ^３）／３２）である。そして、予め決められた基準応力Ｓｚに対する、算出された応力Ｓａの割合を、応力割合Ｒａとして、算出した（Ｒａ＝Ｓａ／Ｓｚ）。基準応力Ｓｚは、ヒータ素子４０の割れに影響を及ぼし得る程度の応力である。応力割合Ｒａが大きいほど、ヒータ素子４０に作用する応力が大きい。ヒータ素子４０の破損を抑制するためには、応力割合Ｒａが小さいことが好ましく、応力割合Ｒａが１以下であること（すなわち、応力Ｓａが基準応力Ｓｚ以下であること）が特に好ましい。図４（Ｂ）、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）、の試験結果は、中軸３０の構成が互いに異なる複数種類の組立体２００のサンプルのそれぞれの応力割合Ｒａを示している。

次に、サンプルの中軸３０の構成を表すパラメータについて説明する。図４〜図５の各グラフの横軸は、サンプルの中軸３０の構成を示すパラメータを示している。図４（Ａ）、図４（Ｂ）のグラフでは、角度Ａｎｇ（図２（Ｃ））が、複数のサンプルの間で異なっている。図４（Ｃ）のグラフでは、ピッチＰｔ（図２（Ｂ））が、複数のサンプルの間で異なっている。図５（Ａ）のグラフでは、後述する距離割合ＲＬｂが、複数のサンプルの間で異なっている。図５（Ｂ）のグラフでは、図２（Ｂ）で説明した長さＬｆが、複数のサンプルの間で異なっている。図５（Ｃ）のグラフでは、後述する外径割合ＲＤｂが、複数のサンプルの間で異なっている。いずれのサンプルにおいても、Ｌ１＝Ｌ２（図２（Ｂ））となるように、括れ部４１０が構成されている。

図５（Ａ）のグラフの横軸の距離割合ＲＬｂは、基準距離Ｄｚに対する第２距離Ｌｂの割合である（ＲＬｂ＝Ｌｂ／Ｄｚ）。基準距離Ｄｚは、１９．７×Ｌａ／（Ｄａ^３）である（詳細については、後述）。この距離割合ＲＬｂは、括れ部４１０の先端４１０ｆの位置を示している。距離割合ＲＬｂが大きいほど、括れ部４１０の先端４１０ｆは、第１位置Ｐ１から遠い、すなわち、先端４１０ｆは、ヒータ素子４０に近い。

基準距離Ｄｚは、以下のように、決定された。上述したように、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２の部分に作用する応力は、Ｆ×Ｌａ／（（π×Ｄａ^３）／３２）である。また、中軸３０の括れ部４１０の先端４１０ｆの部分に作用する応力は、Ｆ×Ｌｂ／（（π×Ｄｂ^３）／３２）である。括れ部４１０の先端４１０ｆは、括れ部４１０のうちの第１位置Ｐ１から最も遠い部分であり、括れ部４１０のうちの応力が大きい部分である。ヒータ素子４０の破損を抑制するためには、ヒータ素子４０に作用する応力が、中軸３０に作用する応力以下であることが好ましい。すなわち「Ｆ×Ｌａ／（（π×Ｄａ^３）／３２）＜Ｆ×Ｌｂ／（（π×Ｄｂ^３）／３２）」という関係式が成立することが好ましい。この関係式を括れ部４１０の最小外径Ｄｂについて整理すると、「Ｄｂ＜（（Ｌｂ／Ｌａ）の三乗根）×Ｄａ」という関係式が導かれる。ここで、ヒータ素子４０の破損を抑制するためには、括れ部４１０の最小外径Ｄｂが小さいことが好ましい。例えば、外径Ｄｂが２．７ｍｍ未満であれば、ヒータ素子４０の破損を抑制することができる。Ｄｂ＝２．７ｍｍである場合、上記の関係式は、「Ｌｂ＞１９．７×Ｌａ／Ｄａ^３」となる。この関係式の右辺、すなわち、この関係式によって表される第２距離Ｌｂの最小値を、基準距離Ｄｚとして採用した。

図５（Ｃ）のグラフの横軸の外径割合ＲＤｂは、基準外径Ｄｙに対する括れ部４１０の最小外径Ｄｂの割合である（ＲＤｂ＝Ｄｂ／Ｄｙ）。基準外径Ｄｙは、（（Ｌｂ／Ｌａ）の三乗根）×Ｄａである（詳細については、後述）。この外径割合ＲＤｂが小さいほど、括れ部４１０の最小外径Ｄｂが小さい、すなわち、中軸３０が曲がりやすい。

基準外径Ｄｙは、以下のように決定された。上述したように、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２の部分に作用する応力は、Ｆ×Ｌａ／（（π×Ｄａ^３）／３２）である。また、中軸３０の括れ部４１０の先端４１０ｆに作用する応力は、Ｆ×Ｌｂ／（（π×Ｄｂ^３）／３２）である。ここで、ヒータ素子４０に作用する応力が、中軸３０に作用する応力未満であることが好ましい。すなわち「Ｆ×Ｌａ／（（π×Ｄａ^３）／３２）＜Ｆ×Ｌｂ／（（π×Ｄｂ^３）／３２）」という関係式が成立することが好ましい。この関係式を最小外径Ｄｂについて整理すると、「Ｄｂ＜（（Ｌｂ／Ｌａ）の三乗根）×Ｄａ」という関係式が導かれる。この関係式の右辺、すなわち、この関係式によって表される最小外径Ｄｂの上限が、基準外径Ｄｙである。

次に、試験結果について説明する。図４（Ａ）のグラフでは、横軸は、角度Ａｎｇ（図２（Ｃ））を示し、縦軸は、増幅率Ｒｘを示している。図示するように、Ａｎｇ＝３０、６０、９０（度）の３種類のサンプルが、評価された。中軸３０の構成のうち角度Ａｎｇ以外の構成は、共通であった。例えば、ピッチＰｔは、１．０６ｍｍであり、括れ部４１０の長さＬｆは、２０ｍｍであり、距離割合ＲＬｂは、１．２４であり、外径割合ＲＤｂは、０．８３であった。

図示するように、角度Ａｎｇが３０度である場合には、角度Ａｎｇが６０度以上である場合と比べて、増幅率Ｒｘが小さかった。この理由は、以下のように推定される。本評価試験の３種類のサンプルの間では、長さＬｆとピッチＰｔが固定されているので、角度Ａｎｇが小さいほど、底部３１０の第１長Ｌ１が長くなる。すなわち、角度Ａｎｇが小さいほど、括れ部４１０の複数の底部３１０の第１長Ｌ１の合計値が、長くなる。従って、角度Ａｎｇが小さいほど、中軸３０の括れ部４１０は曲がりやすい。具体的には、複数の底部３１０のそれぞれの部分が曲がることによって、中軸３０の括れ部４１０は、全体として、大きく曲がる。また、エンジン（評価試験の治具）と中軸３０との間では、グロープラグ１０の他の部材（例えば、ヒータ素子４０、外筒７０、主体金具２０など）を通じて、力が伝達され得る。この力は、括れ部４１０が曲がることによって緩和される。以上により、角度Ａｎｇが小さいほど、エンジン（評価試験の治具）と中軸３０との間で伝達される力が、緩和される。この結果、増幅率Ｒｘが小さくなる、と推定される。

なお、角度Ａｎｇが６０度未満の範囲では、角度Ａｎｇが６０度以上の範囲と比べて、増幅率Ｒｘが特に小さかった。従って、角度Ａｎｇが、６０度未満であることが、好ましい。

図４（Ｂ）のグラフでは、横軸は、角度Ａｎｇ（図２（Ｃ））を示し、縦軸は、応力割合Ｒａを示している。図示するように、Ａｎｇ＝３０、６０、９０（度）の３種類のサンプルが、評価された。中軸３０の構成のうち角度Ａｎｇ以外の構成は、共通であった。例えば、ピッチＰｔは、１．０６ｍｍであり、括れ部４１０の長さＬｆは、２０ｍｍであり、距離割合ＲＬｂは、１．２４であり、外径割合ＲＤｂは、０．８３であった。

図示するように、角度Ａｎｇが小さいほど、応力割合Ｒａが小さかった。この理由は、上述したように、角度Ａｎｇが小さいほど、中軸３０の括れ部４１０が曲がりやすいからだと推定される。具体的には、角度Ａｎｇが小さいほど、同じ荷重Ｆ１（図３）によって、中軸３０の括れ部４１０は、大きく曲がる。この結果、角度Ａｎｇが小さいほど、ヒータ素子４０に作用する応力が小さくなる、すなわち、応力割合Ｒａが小さくなる。

また、図４（Ａ）のグラフと図４（Ｂ）のグラフとを総合すると、角度Ａｎｇが６０度未満である場合には、角度Ａｎｇが６０度以上である場合と比べて、増幅率Ｒｘと応力割合Ｒａとを小さくできると推定される。従って、角度Ａｎｇは、６０度未満であることが、好ましい。

なお、溝部３００を適切に形成するためには、軸線ＣＬを含む断面において、溝部３００が、径方向の外側に向かって拡がるように、構成されていることが好ましい。すなわち、軸線ＣＬを含む断面において、底部３１０の先端方向Ｄ１側の第１傾斜面３２０が、底部３１０から先端方向Ｄ１側に向けて軸線ＣＬに対して斜めに傾斜し、そして、底部３１０の後端方向Ｄ１ｒ側の第２傾斜面３３０が、底部３１０から後端方向Ｄ１ｒ側に向けて軸線ＣＬに対して斜めに傾斜していることが好ましい。すなわち、角度Ａｎｇがゼロ度以上である場合には、括れ部４１０を適切に形成することができる。従って、角度Ａｎｇは、ゼロ度よりも大きい種々の値であってよい。

図４（Ｃ）のグラフでは、横軸は、ピッチＰｔを示し、縦軸は、増幅率Ｒｘを示している。図示するように、ピッチＰｔ＝０．７、１．１、２．１、３．７（ｍｍ）の４種類のサンプルが、評価された。角度Ａｎｇは、いずれのサンプルに関しても、５９度以上、６０度未満であった。中軸３０の構成のうちピッチＰｔと角度Ａｎｇと以外の構成は、共通であった。例えば、括れ部４１０の長さＬｆは、２０ｍｍであり、距離割合ＲＬｂは、１．２４であり、外径割合ＲＤｂは、０．８３であった。

図示するように、ピッチＰｔが１．１ｍｍ未満である場合には、ピッチＰｔが１．１ｍｍ以上である場合と比べて、増幅率Ｒｘが小さかった。この理由は、以下のように推定される。本評価試験の４種類のサンプルの間では、長さＬｆが固定され、角度Ａｎｇがおおよそ同じであるので、ピッチＰｔが小さいほど、括れ部４１０の溝部３００の総数が多くなる。従って、ピッチＰｔが小さいほど、中軸３０の括れ部４１０は曲がりやすい。具体的には、複数の底部３１０のそれぞれの部分が曲がることによって、中軸３０の括れ部４１０は、全体として、大きく曲がる。そして、上述したように、中軸３０の括れ部４１０が曲がりやすい場合には、中軸３０とエンジン（評価試験の治具）との間で伝達される力が、緩和される。以上により、ピッチＰｔが小さいほど、増幅率Ｒｘが小さくなると推定される。

なお、ピッチＰｔが１．１ｍｍ未満の範囲では、ピッチＰｔが１．１ｍｍ以上の範囲と比べて、増幅率Ｒｘが特に小さかった。従って、ピッチＰｔが、１．１ｍｍ未満であることが好ましい。

図５（Ａ）のグラフでは、横軸は、距離割合ＲＬｂを示し、縦軸は、応力割合Ｒａを示している。図示するように、４種類のサンプルが、評価された。これらのサンプルの間では、距離割合ＲＬｂ（具体的には、第２距離Ｌｂ、ひいては、括れ部４１０の位置）が互いに異なっており、中軸３０の他の構成は、共通であった。例えば、括れ部４１０の長さＬｆは２０ｍｍであり、外径割合ＲＤｂは、０．８３であり、角度Ａｎｇは、６０度であり、ピッチＰｔは、１．０６ｍｍであった。

図示するように、距離割合ＲＬｂが大きいほど（すなわち、第２距離Ｌｂが大きいほど）、応力割合Ｒａは小さかった。この理由は、以下のように推定される。距離割合ＲＬｂが大きいほど、括れ部４１０は荷重Ｆ（図３）が作用する第１位置Ｐ１から遠いので、中軸３０の括れ部４１０の部分に作用する応力が大きくなる。従って、距離割合ＲＬｂが大きいほど、同じ荷重によって、中軸３０の括れ部４１０は、大きく曲がる。具体的には、複数の底部３１０のそれぞれの部分が曲がることによって、中軸３０の括れ部４１０は、全体として、大きく曲がる。この結果、距離割合ＲＬｂが大きいほど、ヒータ素子４０に作用する応力が小さくなる、すなわち、応力割合Ｒａが小さくなる。

また、図示するように、距離割合ＲＬｂが１．０よりも小さいサンプルの応力割合Ｒａは、１．０よりも大きかったが、距離割合ＲＬｂが１．０よりも大きいサンプルの応力割合Ｒａは、１．０以下であった。このように、１．０よりも大きい距離割合ＲＬｂ（すなわち、基準距離Ｄｚより大きい第２距離Ｌｂ）を採用することによって、ヒータ素子４０に作用する応力を、適切に小さくできた、すなわち、中軸３０からヒータ素子４０に伝わる力を適切に緩和できた。

なお、１．０以下の良好な応力割合Ｒａを実現した距離割合ＲＬｂは、１．１０、１．２４、１．３１であった。距離割合ＲＬｂの好ましい範囲（下限以上、上限以下の範囲）を、上記の３個の値を用いて定めてもよい。具体的には、３個の値のうちの任意の値を、距離割合ＲＬｂの好ましい範囲の下限として採用してもよい。例えば、距離割合ＲＬｂは、１．１０以上であってよい。すなわち、第２距離Ｌｂは、基準距離Ｄｚの１．１０倍以上であってよい。また、これらの値のうち下限以上の任意の値を、上限として採用してもよい。例えば、距離割合ＲＬｂは、１．３１以下であってよい。すなわち、第２距離Ｌｂは、基準距離Ｄｚの１．３１倍以下であってよい。

なお、距離割合ＲＬｂが大きいほど、括れ部４１０が第１位置Ｐ１から遠いので、括れ部４１０に作用する応力が大きくなる。従って、中軸３０の括れ部４１０の曲がりによって中軸３０からヒータ素子４０へ伝わる力を緩和するためには、距離割合ＲＬｂ（すなわち、第２距離Ｌｂ）が大きいことが好ましい。例えば、距離割合ＲＬｂは、図５（Ａ）のサンプルの距離割合ＲＬｂのいずれよりも大きくてよい。なお、中軸３０における軸線ＣＬに平行な方向の括れ部４１０の位置のうち、距離割合ＲＬｂが最大値となる位置は、括れ部４１０の先端４１０ｆが中軸３０の先端となる位置である。距離割合ＲＬｂは、このような最大値以下の種々の値であってよい。すなわち、第２距離Ｌｂは、第１位置Ｐ１と中軸３０の先端との間の距離以下の種々の値であってよい。

なお、一般的に、ヒータ素子４０の破損を抑制するためには、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２の部分に作用する応力が、中軸３０の括れ部４１０の先端４１０ｆの部分に作用する応力未満であることが好ましい。従って、上述したように、「第２距離Ｌｂ＞基準距離Ｄｚ（距離割合ＲＬｂ＞１．０）」が好ましい。この第２距離Ｌｂの好ましい範囲は、種々の中軸（例えば、６０度未満の種々の角度Ａｎｇと１．１ｍｍ未満の種々のピッチＰｔとを有する括れ部が設けられた中軸）に、適用できると推定される。さらに、図５（Ａ）のグラフから導かれた第２距離Ｌｂの上記の種々の好ましい範囲は、種々の中軸（例えば、６０度未満の種々の角度Ａｎｇと１．１ｍｍ未満の種々のピッチＰｔとを有する括れ部が設けられた中軸）に、適用できると推定される。

なお、距離割合ＲＬｂは、上記の好ましい範囲外であってもよい。例えば、長さＬｆが、サンプルの長さＬｆである２０ｍｍよりも長い場合には、距離割合ＲＬｂが１．０未満であっても、良好な応力割合Ｒａを実現できると推定される。また、外径割合ＲＤｂが、サンプルの外径割合ＲＤｂである０．８３よりも小さい場合には、距離割合ＲＬｂが１．０未満であっても、良好な応力割合Ｒａを実現できると推定される。

図５（Ｂ）のグラフでは、６種類のサンプルが、評価された。これらのサンプルの間では、括れ部４１０の長さＬｆが互いに異なっており、中軸３０の他の構成は、共通であった。例えば、距離割合ＲＬｂは、１．２４であり、外径割合ＲＤｂは、０．８３であり、角度Ａｎｇは、６０度であり、ピッチＰｔは、１．０６ｍｍであった。括れ部４１０の先端４１０ｆの位置は、６種類のサンプルに共通であり、括れ部４１０の後端４１０ｒの位置は、６種類のサンプルの間で異なっている。いずれのサンプルに関しても、括れ部４１０の後端４１０ｒは、中軸３０（図１、図２（Ａ））とパッキン５０との接触部分Ａｃよりも先端方向Ｄ１側（すなわち、第１位置Ｐ１よりも先端方向Ｄ１側）に位置している。また、溝部３００の総数は、長さＬｆに正比例する。

図６は、長さＬｆが長い場合の中軸３０の外観の概略図である（例えば、括れ部４１０の長さＬｆは、中軸３０の先端３０ｆと後端３０ｒとの間の軸線ＣＬに平行な方向の長さの半分以上である）。上述したように、長さＬｆが長い場合であっても、括れ部４１０の後端４１０ｒは、中軸３０とパッキン５０との接触部分Ａｃよりも先端方向Ｄ１側に位置している。また、括れ部４１０は、中間位置Ｐ３よりも先端方向Ｄ１側に配置された部分を、含んでいる。

図５（Ｂ）に示すように、長さＬｆが長いほど、応力割合Ｒａは小さかった。この理由は、以下のように推定される。図２（Ｂ）で説明したように、中軸３０のうち底部３１０を形成する部分の外径Ｄｂは、中軸３０の他の部分の外径よりも小さい。従って、図３のように中軸３０に荷重Ｆが印加された場合には、中軸３０のうち底部３１０を形成する部分に作用する応力が、中軸３０の他の部分に作用する応力よりも、大きくなる。そして、中軸３０のうち底部３１０を形成する部分が、曲がる。長さＬｆが長い場合には、長さＬｆが短い場合と比べて、括れ部４１０の溝部３００の総数（すなわち、最小外径Ｄｂの底部３１０の総数）が多くなる。従って、括れ部４１０の長さＬｆが長いほど、同じ荷重によって、中軸３０の括れ部４１０は、大きく曲がる。この結果、長さＬｆが長いほど、ヒータ素子４０に作用する応力が小さくなる、すなわち、応力割合Ｒａが小さくなる。

また、図示するように、長さＬｆが５ｍｍ未満であるサンプルの応力割合Ｒａは、１．０よりも大きかったが、長さＬｆが５ｍｍ以上であるサンプルの応力割合Ｒａは、１．０よりも小さかった。このように、５ｍｍ以上の長さＬｆを採用することによって、ヒータ素子４０に作用する応力を、適切に小さくできた、すなわち、中軸３０からヒータ素子４０に伝わる力を適切に緩和できた。

なお、１．０以下の良好な応力割合Ｒａを実現した長さＬｆは、５、１１、５０、８０（ｍｍ）であった。括れ部４１０の長さＬｆの好ましい範囲（下限以上、上限以下の範囲）を、上記の４個の値を用いて定めてもよい。具体的には、４個の値のうちの任意の値を、長さＬｆの好ましい範囲の下限として採用してもよい。例えば、長さＬｆは、５ｍｍ以上であってよい。また、これらの値のうち下限以上の任意の値を、上限として採用してもよい。例えば、長さＬｆは、８０ｍｍ以下であってよい。

なお、括れ部４１０の長さＬｆが長いほど、曲がりやすい底部３１０の総数が多い。従って、中軸３０の括れ部４１０の曲がりによって中軸３０からヒータ素子４０へ伝わる力を緩和するためには、長さＬｆが長いことが好ましい。例えば、長さＬｆは、図４（Ｂ）のサンプルの長さＬｆのいずれよりも長くてもよい。なお、長さＬｆの実現可能な最大値は、中軸３０の全長と同じである。長さＬｆは、このような最大値以下の種々の値であってよい。

一般的に、括れ部４１０の長さＬｆが長いほど、中軸３０の括れ部４１０が曲がりやすいので、ヒータ素子４０に作用する応力が小さくなる。従って、図５（Ｂ）のグラフから導かれた長さＬｆの上記の種々の好ましい範囲は、種々の中軸（例えば、６０度未満の種々の角度Ａｎｇと１．１ｍｍ未満の種々のピッチＰｔとを有する括れ部が設けられた中軸）に、適用できると推定される。

なお、長さＬｆは、上記の好ましい範囲外であってもよい。例えば、距離割合ＲＬｂが、サンプルの距離割合ＲＬｂである１．２４よりも大きい場合には、長さＬｆが５ｍｍ未満であっても、良好な応力割合Ｒａを実現できると推定される。また、外径割合ＲＤｂが、サンプルの外径割合ＲＤｂである０．８３よりも小さい場合には、長さＬｆが５ｍｍ未満であっても、良好な応力割合Ｒａを実現できると推定される。

図５（Ｃ）のグラフでは、横軸は、外径割合ＲＤｂを示し、縦軸は、応力割合Ｒａを示している。図示するように、４種類のサンプルが、評価された。これらのサンプルの間では、外径割合ＲＤｂ（具体的には、最小外径Ｄｂ）が互いに異なっており、中軸３０の他の構成は、共通であった。例えば、距離割合ＲＬｂは、１．２４であり、括れ部４１０の長さＬｆは、２０ｍｍであり、角度Ａｎｇは、６０度であり、ピッチＰｔは、１．０６ｍｍであった。

図示するように、外径割合ＲＤｂが小さいほど（すなわち、最小外径Ｄｂが小さいほど）、応力割合Ｒａは小さかった。この理由は、以下のように推定される。外径割合ＲＤｂが小さいほど、括れ部４１０の底部３１０の最小外径Ｄｂが小さいので、中軸３０の底部３１０の部分に作用する応力が大きくなる。従って、外径割合ＲＤｂが小さいほど、同じ荷重によって、中軸３０の底部３１０の部分は、大きく曲がる。この結果、外径割合ＲＤｂが小さいほど、ヒータ素子４０に作用する応力が小さくなる、すなわち、応力割合Ｒａが小さくなる。

また、図示するように、評価された４種類のサンプルのそれぞれの外径割合ＲＤｂは、１よりも小さかった（すなわち、最小外径Ｄｂは、基準外径Ｄｙよりも小さかった）。そして、いずれのサンプルの応力割合Ｒａも、１．０以下であった。このように、１未満の外径割合ＲＤｂ（すなわち、基準外径Ｄｙ未満の最小外径Ｄｂ）を採用することによって、ヒータ素子４０に作用する応力を、適切に小さくできた、すなわち、中軸３０からヒータ素子４０に伝わる力を適切に緩和できた。

なお、１．０以下の良好な応力割合Ｒａを実現した外径割合ＲＤｂは、０．８３、０．８６、０．９０、０．９３であった。外径割合ＲＤｂの好ましい範囲を、上記の４個の値を用いて定めてもよい。具体的には、４個の値のうちの任意の値を、外径割合ＲＤｂの好ましい範囲の上限として採用してよい。例えば、外径割合ＲＤｂは、０．９３以下であってよい。すなわち、最小外径Ｄｂは、基準外径Ｄｙの０．９３倍以下であってよい。また、これらの値のうち上限以下の任意の値を、外径割合ＲＤｂの下限として採用してもよい。例えば、外径割合ＲＤｂは、０．８３以上であってよい。すなわち、最小外径Ｄｂは、基準外径Ｄｙの０．８３倍以上であってよい。

なお、最小外径Ｄｂが小さいほど、中軸３０の底部３１０の部分に作用する応力が大きくなる。従って、中軸３０の括れ部４１０の曲がりによって中軸３０からヒータ素子４０へ伝わる力を緩和するためには、最小外径Ｄｂ（ひいては、外径割合ＲＤｂ）が小さいことが好ましい。例えば、外径割合ＲＤｂは、図５（Ｃ）のサンプルの外径割合ＲＤｂのいずれよりも小さくてよい。なお、最小外径Ｄｂが過度に小さい場合には、不具合が生じる場合がある（例えば、中軸３０が破損し得る）。従って、最小外径Ｄｂは、過小ではないことが好ましく、例えば、２ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、一般的に、ヒータ素子４０の破損を抑制するためには、ヒータ素子４０の第２位置Ｐ２の部分に作用する応力が、中軸３０の括れ部４１０の先端４１０ｆの部分に作用する応力未満であることが好ましい。従って、上述したように、「最小外径Ｄｂ＜基準外径Ｄｙ（外径割合ＲＤｂ＜１．０）」が好ましい。この最小外径Ｄｂの好ましい範囲は、種々の中軸（例えば、６０度未満の種々の角度Ａｎｇと１．１ｍｍ未満の種々のピッチＰｔとを有する括れ部が設けられた中軸）に、適用できると推定される。さらに、図５（Ｃ）のグラフから導かれた最小外径Ｄｂの上記の種々の好ましい範囲は、種々の中軸（例えば、６０度未満の種々の角度Ａｎｇと１．１ｍｍ未満の種々のピッチＰｔとを有する括れ部が設けられた中軸）に、適用できると推定される。

なお、外径割合ＲＤｂ、ひいては、最小外径Ｄｂは、上記の好ましい範囲外であってもよい。例えば、距離割合ＲＬｂが、サンプルの距離割合ＲＬｂである１．２４よりも大きい場合には、外径割合ＲＤｂが１以上であっても、良好な応力割合Ｒａを実現できると推定される。また、括れ部４１０の長さＬｆが、サンプルの長さＬｆである２０ｍｍよりも長い場合には、外径割合ＲＤｂが１以上であっても、良好な応力割合Ｒａを実現できると推定される。

Ｃ．第２実施形態
図７は、中軸の別の実施形態の概略図である。図７（Ａ）は、図２（Ａ）と同様に、中軸３０ｃの外観の概略を示している。図２の第１実施形態の中軸３０との差異は、括れ部４１０の先端側に隣接する第１移行部５００と、括れ部４１０の後端側に隣接する第２移行部７００と、が形成されている点だけである。中軸３０ｃの他の部分の構成は、第１実施形態の中軸３０の対応する部分の構成と、同じである（対応する要素と同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する）。この中軸３０ｃは、図１の中軸３０の代わりに、利用可能である。

第１移行部５００と第２移行部７００とは、それぞれ、括れ部４１０と同様に、中軸３０ｃの外周面３０ｓ上に中軸３０ｃの周方向に亘って設けられる溝部が形成された部分である。ただし、溝部の深さが、括れ部４１０の溝部３００の深さと異なっている（詳細は、後述）。

第１移行部５００は、括れ部４１０の先端方向Ｄ１側に接続されるとともに、中軸３０ｃの先端部３１よりも後端方向Ｄ１ｒ側に設けられている。第１移行部５００の先端側の部分９１０には、溝部は形成されていない（第１胴部９１０と呼ぶ）。第１胴部９１０は、第１移行部５００の先端方向Ｄ１側に接続されるとともに、略一定の外径Ｄｃの円柱状の部分である。

第２移行部７００は、括れ部４１０の後端方向Ｄ１ｒ側に接続されるとともに、中軸３０ｃの後端部３９よりも先端方向Ｄ１側に設けられている。第２移行部７００の後端側の部分９２０には、溝部は形成されていない（第２胴部９２０と呼ぶ）。第２胴部９２０は、第２移行部７００の後端方向Ｄ１ｒ側に接続されるとともに、略一定の外径Ｄｃの円柱状の部分である。

図７（Ｂ）は、中軸３０ｃの第１移行部５００の断面（軸線ＣＬを含む平らな断面）を示している。図中では、ハッチングが省略されている（後述する図７（Ｃ）、図８、図９、図１０についても、同様である）。図示するように、第１移行部５００の外周面には、径方向の内側に向かって凹む複数の溝部６００が形成されている。各溝部６００は、中軸３０ｃの外周面３０ｓ上で、中軸３０ｃの周方向に亘って１周する閉じたループ状の溝である。複数の溝部６００は、軸線ＣＬに平行な方向に並んで形成されている。本実施形態では、第１移行部５００は、３個の溝部６００を含んでいる。

図７（Ｂ）の断面上において、各溝部６００は、底部６１０と、底部６１０を挟んで対向する先端方向Ｄ１側の第１傾斜面６２０と後端方向Ｄ１ｒ側の第２傾斜面６３０と、で形成されている。第１傾斜面６２０は、括れ部４１０の溝部３００の第１傾斜面３２０と同様に、径方向の内側から外側に向かって傾斜面を辿る場合に先端方向Ｄ１側に向けて傾斜している。第２傾斜面６３０は、括れ部４１０の溝部３００の第２傾斜面３３０と同様に、径方向の内側から外側に向かって傾斜面を辿る場合に後端方向Ｄ１ｒ側に向けて傾斜している。図示を省略するが、第１傾斜面６２０と第２傾斜面６３０とのなす角度は、図２（Ｃ）で説明した第１傾斜面３２０と第２傾斜面３３０とのなす角度Ａｎｇと同じである（ただし、傾斜面６２０、６３０のなす角度が、傾斜面３２０、３３０のなす角度Ａｎｇと異なっていてもよい）。第１傾斜面６２０の径方向の外側の端部と、第１傾斜面６２０の後端方向Ｄ１ｒ側の隣の第２傾斜面６３０の径方向の外側の端部とは、共通の頂部６４０に接続されている。頂部６４０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。頂部６４０の外径は、括れ部４１０の頂部３４０の外径と、同じである（ただし、頂部６４０の外径が、括れ部４１０の頂部３４０の外径と、異なっていてもよい）。

底部６１０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。底部６１０は、溝部６００のうちの最も外径が小さい部分である。図７（Ｂ）中の外径Ｄ６１〜Ｄ６３と半径Ｒ６１〜Ｒ６３は、先端方向Ｄ１に向かって並ぶ３個の底部６１０のそれぞれの外径と半径とを示している。本実施形態では、３個の外径Ｄ６１〜Ｄ６３は、同じである。また、３個の外径Ｄ６１〜Ｄ６３は、いずれも、括れ部４１０の底部３１０の外径Ｄｂよりも大きく、かつ、第１胴部９１０の外径Ｄｃよりも小さい。すなわち、第１移行部５００の溝部６００の底部６１０の外周面と中軸３０ｃの中心軸（ここでは、中心軸ＣＬと同じ）との間の距離（ここでは、半径Ｒ６１〜Ｒ６３）は、括れ部４１０の溝部３００の底部３１０の外周面と中心軸ＣＬとの間の距離（Ｄｂの半分）よりも大きく、かつ、第１胴部９１０の外周面と中心軸ＣＬとの間の距離（Ｄｃの半分）よりも小さい。

このように、括れ部４１０と第１胴部９１０との間に、括れ部４１０の溝部３００の底部３１０よりも外径が大きく、かつ、第１胴部９１０よりも外径が小さい、溝部６００が形成されている。従って、中軸３０ｃに力が印加された場合に、溝部６００の底部６１０が曲がることによって、括れ部４１０の先端方向Ｄ１側の端部に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸３０ｃの過度の湾曲を抑制できる。

なお、複数の溝部６００の軸線ＣＬに平行な方向のピッチＰｔは、括れ部４１０の複数の溝部３００のピッチＰｔと、同じである。図７（Ｂ）では、ピッチＰｔは、底部６１０、３１０の軸線ＣＬに平行な方向の中央の位置を基準として、特定されている。また、図示するように、括れ部４１０の最も先端方向Ｄ１側の溝部３００と、第１移行部５００の最も後端方向Ｄ１ｒ側の溝部６００と、の間のピッチＰｔ１（第１接続ピッチＰｔ１と呼ぶ）も、ピッチＰｔと同じである。

図７（Ｃ）は、中軸３０ｃの第２移行部７００の断面（軸線ＣＬを含む平らな断面）を示している。本実施形態では、第１移行部５００の形状と第２移行部７００の形状とは、中軸３０ｃの中心軸ＣＬに垂直な対称面Ｐｓ（図７（Ａ））に関して面対称である（対称面Ｐｓは、括れ部４１０の中央に位置している）。具体的には、第２移行部７００の外周面には、径方向の内側に向かって凹む複数の溝部８００が形成されている。複数の溝部８００は、中軸３０ｃの周方向に亘って１周する閉じたループ状の溝であり、軸線ＣＬに平行な方向に並んで形成されている。なお、第１移行部５００の形状は、第２移行部７００の形状と異なっていてもよい。

各溝部８００は、底部８１０と、底部８１０を挟んで対向する先端方向Ｄ１側の第１傾斜面８２０と後端方向Ｄ１ｒ側の第２傾斜面８３０と、で形成されている。第１傾斜面８２０は、第１傾斜面６２０（図７（Ｂ）と同様に、先端方向Ｄ１側に向けて傾斜している。第２傾斜面８３０は、第２傾斜面６３０（図７（Ｂ））と同様に、後端方向Ｄ１ｒ側に向けて傾斜している。図示を省略するが、第１傾斜面８２０と第２傾斜面８３０とのなす角度は、図２（Ｃ）で説明した第１傾斜面３２０と第２傾斜面３３０とのなす角度Ａｎｇと同じである（ただし、傾斜面８２０、８３０のなす角度が、傾斜面３２０、３３０のなす角度Ａｎｇと異なっていてもよい）。第１傾斜面８２０の径方向の外側の端部と、第１傾斜面８２０の後端方向Ｄ１ｒ側の隣の第２傾斜面８３０の径方向の外側の端部とは、共通の頂部８４０に接続されている。頂部８４０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。頂部８４０の外径は、括れ部４１０の頂部３４０の外径と、同じである（ただし、頂部８４０の外径が、括れ部４１０の頂部３４０の外径と、異なっていてもよい）。

底部８１０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有しており、溝部８００のうちの最も外径が小さい部分である。図７（Ｃ）中の外径Ｄ８１〜Ｄ８３と半径Ｒ８１〜Ｒ８３は、後端方向Ｄ１ｒに向かって並ぶ３個の底部８１０のそれぞれの外径と半径とを示している。本実施形態では、３個の外径Ｄ８１〜Ｄ８３は、同じである。また、３個の外径Ｄ８１〜Ｄ８３は、いずれも、括れ部４１０の底部３１０の外径Ｄｂよりも大きく、かつ、第２胴部９２０の外径Ｄｃよりも小さい。すなわち、第２移行部７００の溝部８００の底部８１０の外周面と中軸３０ｃの中心軸ＣＬとの間の距離（ここでは、半径Ｒ８１〜Ｒ８３）は、括れ部４１０の溝部３００の底部３１０の外周面と中心軸ＣＬとの間の距離（Ｄｂの半分）よりも大きく、かつ、第２胴部９２０の外周面と中心軸ＣＬとの間の距離（Ｄｃの半分）よりも小さい。

このように、括れ部４１０と第２胴部９２０との間に、括れ部４１０の溝部３００の底部３１０よりも外径が大きく、かつ、第２胴部９２０よりも外径が小さい、溝部８００が形成されている。従って、中軸３０ｃに力が印加された場合に、溝部８００の底部８１０が曲がることによって、括れ部４１０の後端方向Ｄ１ｒ側の端部に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸３０ｃの過度の湾曲を抑制できる。

なお、複数の溝部８００の軸線ＣＬに平行な方向のピッチＰｔは、括れ部４１０の複数の溝部３００のピッチＰｔと、同じである。図７（Ｃ）では、ピッチＰｔは、底部８１０、３１０の軸線ＣＬに平行な方向の中央の位置を基準として、特定されている。また、図示するように、括れ部４１０の最も後端方向Ｄ１ｒ側の溝部３００と、第２移行部７００の最も先端方向Ｄ１側の溝部８００と、の間のピッチＰｔ２（第２接続ピッチＰｔ２と呼ぶ）も、ピッチＰｔと同じである。

なお、複数の溝部６００が形成された第１移行部５００と、複数の溝部８００が形成された第２移行部７００とを、中軸３０ｃに形成する方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、切削、または、転造を採用してよい。

Ｄ．第３実施形態
図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、中軸の別の実施形態の概略図である。図７の実施形態の中軸３０ｃとの差異は、第１移行部５００が、第１移行部５００ｄに置換され、第２移行部７００が、第２移行部７００ｄに置換されている点だけである。図８（Ａ）は、第１移行部５００ｄの断面を示し、図８（Ｂ）は、第２移行部７００ｄの断面を示している（いずれの断面も、軸線ＣＬを含む平らな断面である）。第１移行部５００（図５（Ｂ））と第１移行部５００ｄ（図８（Ａ））との間では、溝部６００の総数と底部６１０の外径とが異なっている。第２移行部７００（図７（Ｃ））と第２移行部７００ｄ（図８（Ｂ））との間では、溝部８００の総数と底部８１０の外径とが異なっている。本実施形態の中軸３０ｄの他の部分の構成は、図７の中軸３０ｃの対応する部分の構成と同じである（同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する）。

図８（Ａ）に示すように、本実施形態では、第１移行部５００ｄは、５個の溝部６００を含んでいる。図８（Ａ）中の外径Ｄ６１〜Ｄ６５と半径Ｒ６１〜Ｒ６５は、先端方向Ｄ１に向かって並ぶ５個の底部６１０のそれぞれの外径と半径とを示している。図７（Ｂ）の実施形態と同様に、外径Ｄ６１〜Ｄ６５は、いずれも、括れ部４１０の底部３１０の外径Ｄｂよりも大きく、かつ、第１胴部９１０の外径Ｄｃよりも小さい。すなわち、半径Ｒ６１〜Ｒ６５は、いずれも、括れ部４１０の底部３１０の外径Ｄｂの半分よりも大きく、かつ、第１胴部９１０の外径Ｄｃの半分よりも小さい。従って、図７（Ｂ）の実施形態と同様に、中軸３０ｄに力が印加された場合に、溝部６００の底部６１０が曲がることによって、括れ部４１０の先端方向Ｄ１側の端部に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸３０ｄの過度の湾曲を抑制できる。

また、本実施形態では、図７（Ｂ）の実施形態とは異なり、５個の底部６１０の間で、外径が異なっている。具体的には、５個の底部６１０の外径Ｄ６１〜Ｄ６５は、先端方向Ｄ１に向かって大きくなる（Ｄ６５＞Ｄ６４＞Ｄ６３＞Ｄ６２＞Ｄ６１）。すなわち、５個の溝部６００に関して、先端側の溝部６００の底部６１０の外径が、後端側の溝部６００の底部６１０の外径よりも大きい。このように、第１移行部５００ｄの複数の溝部６００は、括れ部４１０と第１胴部９１０との間で、溝部の外径を徐々に変化させる。従って、第１移行部５００ｄのうちの一部分（例えば、先端方向Ｄ１側の端部、または、後端方向Ｄ１ｒ側の端部）に、応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸３０ｄの過度の湾曲を抑制できる。

図８（Ｂ）に示すように、本実施形態では、第２移行部７００ｄは、５個の溝部８００を含んでいる。図８（Ｂ）中の外径Ｄ８１〜Ｄ８５と半径Ｒ８１〜Ｒ８５は、後端方向Ｄ１ｒに向かって並ぶ５個の底部８１０のそれぞれの外径と半径とを示している。図７（Ｃ）の実施形態と同様に、外径Ｄ８１〜Ｄ８５は、いずれも、括れ部４１０の底部３１０の外径Ｄｂよりも大きく、かつ、第１胴部９１０の外径Ｄｃよりも小さい。すなわち、半径Ｒ８１〜Ｒ８５は、いずれも、括れ部４１０の底部３１０の外径Ｄｂの半分よりも大きく、かつ、第１胴部９１０の外径Ｄｃの半分よりも小さい。従って、図７（Ｃ）の実施形態と同様に、中軸３０ｄに力が印加された場合に、溝部８００の底部８１０が曲がることによって、括れ部４１０の後端方向Ｄ１ｒ側の端部に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸３０ｄの過度の湾曲を抑制できる。

また、本実施形態では、図７（Ｃ）の実施形態とは異なり、５個の底部８１０の間で、外径が異なっている。具体的には、５個の底部８１０の外径Ｄ８１〜Ｄ８５は、後端方向Ｄ１ｒに向かって大きくなる（Ｄ８１＜Ｄ８２＜Ｄ８３＜Ｄ８４＜Ｄ８５）。すなわち、５個の溝部８００に関して、後端側の溝部８００の底部８１０の外径が、先端側の溝部８００の底部８１０の外径よりも大きい。このように、第２移行部７００ｄの複数の溝部８００は、括れ部４１０と第２胴部９２０との間で、溝部の外径を徐々に変化させる。従って、第２移行部７００ｄのうちの一部分（例えば、先端方向Ｄ１側の端部、または、後端方向Ｄ１ｒ側の端部）に、応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸３０ｄの過度の湾曲を抑制できる。

なお、本実施形態においても、第１移行部５００ｄの複数の溝部６００のピッチＰｔは、括れ部４１０の複数の溝部３００のピッチＰｔと同じである。そして、括れ部４１０と第１移行部５００ｄとの第１接続ピッチＰｔ１は、ピッチＰｔと同じである。また、第２移行部７００ｄの複数の溝部８００のピッチＰｔは、括れ部４１０のピッチＰｔと同じである。そして、括れ部４１０と第２移行部７００ｄとの第２接続ピッチＰｔ２は、ピッチＰｔと同じである。

なお、複数の溝部６００が形成された第１移行部５００ｄと、複数の溝部８００が形成された第２移行部７００ｄとを、中軸３０ｄに形成する方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、切削、または、転造を採用してよい。

Ｅ．第４実施形態
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、中軸の別の実施形態の概略図である。図８の実施形態の中軸３０ｄとの差異は、第１移行部５００ｄが、第１移行部５００ｅに置換され、第２移行部７００ｄが、第２移行部７００ｅに置換されている点だけである。図９（Ａ）は、第１移行部５００ｅの断面を示し、図９（Ｂ）は、第２移行部７００ｅの断面を示している（いずれの断面も、軸線ＣＬを含む平らな断面である）。図８の実施形態との差異は、本実施形態では、移行部５００ｅ、７００ｅの頂部６４０、８４０の外径が、括れ部４１０の頂部３４０の外径とは異なっている点だけである。本実施形態の中軸３０ｅの他の部分の構成は、図８の中軸３０ｄの対応する部分の構成と同じである（同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する）。

図９（Ａ）中の外径Ｄ３４と半径Ｒ３４は、括れ部４１０の頂部３４０の外径と半径とを示している。図示を省略するが、括れ部４１０の複数の頂部３４０の間で、外径は同じである（すなわち、半径も同じ）。

第１移行部５００ｅは、５個の底部６１０の後端方向Ｄ１ｒ側に形成された５個の頂部６４０を含んでいる。外径Ｄ６４１〜Ｄ６４５と半径Ｒ６４１〜Ｒ６４５とは、先端方向Ｄ１に向かって並ぶ５個の頂部６４０のそれぞれの外径と半径とを示している。図９（Ａ）の実施形態では、外径Ｄ６４１〜Ｄ６４５は、括れ部４１０の頂部３４０の外径Ｄ３４よりも小さく、かつ、第１胴部９１０の外径Ｄｃよりも大きい。さらに、５個の頂部６４０の外径Ｄ６４１〜Ｄ６４５は、先端方向Ｄ１に向かって小さくなる（Ｄ６４５＜Ｄ６４４＜Ｄ６４３＜Ｄ６４２＜Ｄ６４１）。このように、頂部６４０の外径は、頂部６４０の隣の底部６１０の外径が小さいほど、大きい。

このように、隣の底部６１０の外径が小さいほど頂部６４０の外径が大きい形状は、例えば、切削に限らず、転造を用いる場合にも、容易に形成可能である。転造では、溝の無い外周面３０ｓに、溝部６００に対応する凸部分を有するローラが押しつけられる。外周面３０ｓのうちローラの凸部分に押されて内周側に凹んだ部分が、溝部６００（ひいては、底部６１０）を形成する。外周面３０ｓの一部が凹むことにより、外周面３０ｓの他の部分（特に、溝部６００と隣の溝部６００との間の部分）が、盛り上がる。この盛り上がった部分が、頂部６４０を形成する。ここで、頂部６４０の盛り上がる量は、隣の底部６１０の凹む量が大きいほど、大きい。従って、頂部６４０の外径は、隣の底部６１０の外径が小さいほど、大きくなりやすい。

図９（Ｂ）の第２移行部７００ｅについても、同様である。第２移行部７００ｅは、５個の底部８１０の先端方向Ｄ１側に形成された５個の頂部８４０を含んでいる。外径Ｄ８４１〜Ｄ８４５と半径Ｒ８４１〜Ｒ８４５とは、後端方向Ｄ１ｒに向かって並ぶ５個の頂部８４０のそれぞれの外径と半径とを示している。図９（Ｂ）の実施形態では、外径Ｄ８４１〜Ｄ８４５は、括れ部４１０の頂部３４０の外径Ｄ３４よりも小さく、かつ、第２胴部９２０の外径Ｄｃよりも大きい。さらに、５個の頂部８４０の外径Ｄ８４１〜Ｄ８４５は、後端方向Ｄ１ｒに向かって小さくなる（Ｄ８４１＞Ｄ８４２＞Ｄ８４３＞Ｄ８４４＞Ｄ８４５）。このように、頂部８４０の外径は、頂部８４０の隣の底部８１０の外径が小さいほど、大きい。このような第２移行部７００ｅは、図９（Ａ）の第１移行部５００ｅと同様に、切削、または、転造によって、容易に形成できる。

Ｆ．変形例：
（１）括れ部の構成としては、上述の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、括れ部を形成する複数の溝部のそれぞれは、中軸の周方向に１周する閉じたループ状の溝に代えて、中軸の周方向に１周する螺旋状の溝であってもよい。具体的には、溝部は、中軸の外周面上で、中軸の軸線ＣＬを基準とする周方向に回転しつつ先端方向Ｄ１に向かって進む螺旋状の溝であってもよい。そして、複数の溝部が先端方向Ｄ１に向かって並ぶように形成され、さらに、複数の溝部が直列に接続されることによって、複数の溝部が螺旋状の１本の溝を形成してもよい。閉じたループ状の溝部と螺旋状の溝部とのいずれも、中軸の外周面上に中軸の周方向に亘って設けられている、といえる。

いずれの場合も、中軸の外周面上において軸線ＣＬに平行な方向に向かって延びるライン上に、そのラインに交差する複数の溝が並んで配置されていれば、複数の溝部が軸線ＣＬに平行な方向に並んで配置されている、といえる。そして、そのような複数の溝部を含む括れ部は、軸線ＣＬに平行な方向に沿って延びている、といえる。中軸にこのような括れ部が設けられている場合、括れ部が曲がることによって、中軸からヒータ素子へ伝わる力を緩和できる。

（２）溝部３００の形状は、図２（Ｂ）で説明した形状に代えて、他の種々の形状であってよい。例えば、底部３１０の第１長Ｌ１が、頂部３４０の第２長Ｌ２よりも長くてもよい。逆に、頂部３４０の第２長Ｌ２が、底部３１０の第１長Ｌ１よりも長くてもよい。また、底部３１０と第１傾斜面３２０との接続部分が丸められていてもよい。また、底部３１０と第２傾斜面３３０との接続部分が丸められていてもよい。いずれの場合も、ピッチＰｔは、底部３１０のうちの最小外径Ｄｂの部分の後端方向Ｄ１ｒ側の端の位置を基準として、特定すればよい。また、頂部３４０と第１傾斜面３２０との接続部分が丸められていてもよい。また、頂部３４０と第２傾斜面３３０との接続部分が丸められていてもよい。また、底部３１０の全体が丸められていてもよい。この場合、ピッチＰｔを、底部３１０のうちの最も外径が小さい部分を基準として、特定すればよい。また、頂部３４０の全体が丸められていてもよい。また、底部は、底部を挟んで対向する２つの傾斜面が互いに接続されて形成されたＶ字状の部分であってもよい。また、頂部は、頂部を挟んで対向する２つの傾斜面が互いに接続されて形成されたＶ字状の角であってもよい。いずれの場合も、角度Ａｎｇとしては、軸線ＣＬを含む断面において、第１傾斜面３２０のうちの直線部分と、第２傾斜面３３０のうちの直線部分と、がなす角度を採用可能である。また、括れ部の先端としては、その括れ部の複数の底部のうちの最も先端方向Ｄ１側の底部のうちの最も外径が小さい部分の先端方向Ｄ１側の端を採用すればよい。括れ部の後端としては、その括れ部の複数の底部のうちの最も後端方向Ｄ１ｒ側の底部のうちの最も外径が小さい部分の後端方向Ｄ１ｒ側の端を採用すればよい。最も先端方向Ｄ１側の底部のうちの最も外径が小さい部分が軸線ＣＬに沿って延びていない場合（例えば、底部の全体が丸められている場合、または、底部がＶ字状の部分である場合）、括れ部の先端として、底部のうちの最も外径が小さい部分を採用すればよい。括れ部の後端についても、同様である。

（３）中軸に設けられる括れ部の総数は、２以上であってもよい。一般的には、中軸に設けられる括れ部の総数は、１以上の任意の数であってよい。なお、軸線ＣＬを含む中軸の断面において、複数の溝部が配置されることによって形成される波状の部分を、１つの括れ部として採用可能である。そして、この波状の部分における隣合う２つの溝部の間の距離（例えば、ピッチ）よりも遠く離れた２つの溝部を、互いに異なる括れ部の溝部として、扱うことができる。

いずれの場合も、中軸に設けられた１以上の括れ部のうちの最も先端側の括れ部は、中軸の先端と後端との間の軸線ＣＬに平行な方向の中間位置（例えば、図２（Ａ）の中間位置Ｐ３）よりも先端側に配置された部分を含むことが好ましい。換言すれば、最も先端側の括れ部の先端は、中間位置Ｐ３よりも先端側に配置されていることが好ましい。この構成によれば、中軸のうちの中間位置よりもヒータ素子に近い部分が曲がり得るので、中軸からヒータ素子へ伝わる力を適切に緩和できる。また、中軸に設けられた１以上の括れ部のうち最も先端側の括れ部において、複数の溝部のピッチ（例えば、図２（Ｂ）のピッチＰｔ）は、１．１ｍｍ未満であることが好ましい。そして、その最も先端側の括れ部において、溝部の先端側傾斜面と後端側傾斜面とのなす角度（例えば、図２（Ｃ）の角度Ａｎｇ）は、６０度未満であることが好ましい。なお、括れ部の総数が２以上である場合、複数の溝部のピッチが、複数の括れ部の間で異なっていてもよい。また、溝部の角度が、複数の括れ部の間で異なっていてもよい。

また、中軸に設けられた１以上の括れ部のうち、最も先端方向Ｄ１側の括れ部の先端（例えば、図３の括れ部４１０の先端４１０ｆ）と、第１位置Ｐ１と、の間の軸線ＣＬに平行な方向の距離Ｌｂが、図５（Ａ）で説明した第２距離Ｌｂの好ましい範囲内であることが、好ましい。また、最も先端方向Ｄ１側の括れ部の長さ（例えば、図３の括れ部４１０の長さＬｆ）が、図５（Ｂ）で説明した長さＬｆの好ましい範囲内であることが好ましい。

また、最も先端方向Ｄ１側の括れ部が、閉じたループ状の溝部によって形成されている場合に、最も先端方向Ｄ１側の括れ部の最小外径（例えば、図３の括れ部４１０の最小外径Ｄｂ）が、図５（Ｃ）で説明した最小外径Ｄｂの好ましい範囲内であることが、好ましい。

（４）括れ部の複数の溝部を中軸に形成する方法としては、転造を用いる方法に変えて、他の任意の方法を採用可能である。例えば、複数の溝部を、切削によって形成してもよい。この場合、括れ部の外周面の全体は、中軸のうちの括れ部が形成されていない部分の外周面（例えば、図２（Ｂ）の中軸３０の外径Ｄｃの部分の外周面３０ｓ）から内周側に、形成され得る。

（５）中軸に形成された複数の溝部が、底部と中軸の中心軸との間の距離が互いに異なる複数の溝部を含んでもよい。ここで、溝部の底部と中軸の中心軸との間の距離（例えば、半径）が同じである１以上の溝部が軸線ＣＬに平行な方向に並んで形成された部分を、括れ部として採用してよい。なお、中軸に形成された複数の溝部のうちの１以上の溝部のそれぞれの底部が丸められていてもよい。丸められた底部と中心軸との間の距離としては、底部と中心軸との間の最小の距離を採用すればよい。また、１つの括れ部としては、複数の溝部が同じピッチで並んだ部分を、採用してよい。

（６）括れ部の先端側に第１移行部が接続され、第１移行部の先端側に外径が略一定な部分である第１胴部が接続されていることが好ましい。第１移行部の構成としては、図７（Ｂ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）で説明した構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、溝部の総数は、１以上の任意の数であってよい。また、第１移行部は、括れ部の上記の変形例と同様に、螺旋状の溝部によって形成されていてもよい。また、第１移行部の溝部の形状は、括れ部の溝部の上記の実施形態と変形例と同様に、種々の形状であってよい。一般的には、第１移行部としては、以下の条件を満たすＷ個（Ｗは、１以上の整数）の溝部が並んで形成された部分を採用してよい。その条件は、Ｗ個の溝部のそれぞれの底部と中軸の中心軸との間の距離（例えば、半径）が、括れ部の溝部の底部と中心軸との間の距離よりも大きく、かつ、第１胴部の外周面と中心軸との間の距離よりも小さい、というものである。このような第１移行部は、括れ部の先端側の端部に応力が集中することを適切に緩和できる。

ここで、第１移行部は、中軸の周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含んでもよい。そして、図８（Ａ）、図９（Ａ）の実施形態のように、第１移行部の複数の溝部に関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きくてよい。この構成によれば、第１移行部の複数の溝部は、括れ部と第１胴部との間で、溝部の外径を徐々に変化させるので、第１移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

一方、図１０（Ａ）には、変形例の中軸３０ｆの第１移行部５００ｆが示されている。図８（Ａ）の実施形態と異なる点は、第１移行部５００ｆに、底部６１０の外径が同じである複数の溝部６００が設けられている点だけである（具体的には、Ｄｃ＞Ｄ６５＝Ｄ６４＝Ｄ６３＞Ｄ６２＝Ｄ６１＞Ｄｂ）。このように、第１移行部の隣合う２個の溝部の複数のペアのうち、１以上のペアにおいて、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きく、１以上の別のペアにおいて、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径と同じであってもよい。一般的には、第１移行部に含まれる複数の溝部によって形成される隣合う２個の溝部のＮ個（Ｎは２以上の整数）のペアのうち、Ｌ個（Ｌは１以上Ｎ−１以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きく、Ｎ−Ｌ個のペアのそれぞれに関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径と同じであってよい。この構成によれば、第１移行部の溝部の少なくとも１個のペアにおいて、先端方向Ｄ１側に向かって溝部の底部の外径が大きくなるので、第１移行部の複数の溝部は、括れ部と第１胴部との間で、溝部の外径を複数の段階で変化させる。従って、第１移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

また、第１移行部がＷ個の溝部を含む場合、第１移行部は、Ｗ個の溝部の後端方向Ｄ１ｒ側にそれぞれ形成されるＷ個の頂部を含む。ここで、図７（Ｂ）、図８（Ａ）の実施形態のように、第１移行部の隣合う２個の頂部のペアに関して、頂部の外径が同じであってもよい。また、図９（Ａ）の実施形態のように、第１移行部の隣合う２個の頂部のペアに関して、先端側の頂部の外径が後端側の頂部の外径よりも小さくてもよい。一般的には、第１移行部に含まれるＷ個の頂部によって形成される隣合う２個の頂部のＢ個（Ｂ＝Ｗ−１）のペアのうち、Ｃ個（Ｃは１以上Ｂ以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、先端側の頂部の外径が後端側の頂部の外径よりも小さく、Ｂ−Ｃ個のペアのそれぞれに関しては、先端側の頂部の外径が後端側の頂部の外径と同じであってよい。ここで、頂部が丸められている場合、丸められた頂部の外径としては、頂部の最大の外径を採用すればよい。

また、第１移行部の最も後端方向Ｄ１ｒ側の溝部と括れ部の最も先端方向Ｄ１側の溝部との間の第１接続ピッチが、括れ部の複数の溝部のピッチ（基準ピッチと呼ぶ）の３倍以下である場合に、第１移行部は括れ部に接続されていると言える（図７（Ｂ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）の実施形態では、ピッチＰｔ１が、第１接続ピッチに対応する）。なお、第１移行部の複数の溝部のピッチは、第１移行部の後端方向Ｄ１ｒ側に接続された括れ部の基準ピッチと異なっていてもよい。また、第１移行部の複数の溝部の間で、ピッチが変化してもよい。

（７）括れ部の後端側に第２移行部が接続され、第２移行部の後端側に外径が略一定な部分である第２胴部が接続されていることが好ましい。第２移行部の構成としては、図７（Ｃ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）で説明した構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、溝部の総数は、１以上の任意の数であってよい。また、第２移行部は、括れ部の上記の変形例と同様に、螺旋状の溝部によって形成されていてもよい。また、第２移行部の溝部の形状は、括れ部の溝部の上記の実施形態と変形例と同様に、種々の形状であってよい。一般的には、第２移行部としては、以下の条件を満たすＸ個（Ｘは、１以上の整数）の溝部が並んで形成された部分を採用してよい。その条件は、Ｘ個の溝部のそれぞれの底部と中軸の中心軸との間の距離（例えば、半径）が、括れ部の溝部の底部と中心軸との間の距離よりも大きく、かつ、第２胴部の外周面と中心軸との間の距離よりも小さい、というものである。このような第２移行部は、括れ部の後端側の端部に応力が集中することを適切に緩和できる。

ここで、第２移行部は、中軸の周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含んでもよい。そして、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）の実施形態のように、第２移行部の複数の溝部に関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きくてよい。この構成によれば、第２移行部の複数の溝部は、括れ部と第２胴部との間で、溝部の外径を徐々に変化させるので、第２移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

一方、図１０（Ｂ）には、変形例の中軸３０ｆの第２移行部７００ｆが示されている。図８（Ｂ）の実施形態と異なる点は、第２移行部７００ｆに、底部８１０の外径が同じである複数の溝部８００が設けられている点だけである（具体的には、Ｄｂ＜Ｄ８１＝Ｄ８２＜Ｄ８３＝Ｄ８４＝Ｄ８５＜Ｄｃ）。このように、第２移行部の隣合う２個の溝部の複数のペアのうち、１以上のペアにおいて、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きく、１以上の別のペアにおいて、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径と同じであってもよい。一般的には、第２移行部に含まれる複数の溝部によって形成される隣合う２個の溝部のＰ個（Ｐは２以上の整数）のペアのうち、Ｑ個（Ｑは１以上Ｐ−１以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きく、Ｐ−Ｑ個のペアのそれぞれに関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径と同じであってよい。この構成によれば、第２移行部の溝部の少なくとも１個のペアにおいて、後端方向Ｄ１ｒ側に向かって溝部の底部の外径が大きくなるので、第２移行部の複数の溝部は、括れ部と第２胴部との間で、溝部の外径を複数の段階で変化させる。従って、第２移行部のうちの一部分に応力が集中することを緩和できる。この結果、中軸の過度の湾曲を抑制できる。

また、第２移行部がＸ個の溝部を含む場合、第２移行部は、Ｘ個の溝部の先端方向Ｄ１側にそれぞれ形成されるＸ個の頂部を含む。ここで、図７（Ｃ）、図８（Ｂ）の実施形態のように、第２移行部の隣合う２個の頂部のペアに関して、頂部の外径が同じであってもよい。また、図９（Ｂ）の実施形態のように、第２移行部の隣合う２個の頂部のペアに関して、後端側の頂部の外径が先端側の頂部の外径よりも小さくてもよい。一般的には、第２移行部に含まれるＸ個の頂部によって形成される隣合う２個の頂部のＧ個（Ｇ＝Ｘ−１）のペアのうち、Ｈ個（Ｈは１以上Ｇ以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、後端側の頂部の外径が先端側の頂部の外径よりも小さく、Ｇ−Ｈ個のペアのそれぞれに関しては、後端側の頂部の外径が先端側の頂部の外径と同じであってよい。ここで、頂部が丸められている場合、丸められた頂部の外径としては、頂部の最大の外径を採用すればよい。

また、第２移行部の最も先端方向Ｄ１側の溝部と括れ部の最も後端方向Ｄ１ｒ側の溝部との間の第２接続ピッチが、括れ部での基準ピッチの３倍以下である場合に、第２移行部は括れ部に接続されていると言える（図７（Ｃ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）の実施形態では、ピッチＰｔ２が、第２接続ピッチに対応する）。なお、第２移行部の複数の溝部のピッチは、第２移行部の先端方向Ｄ１側に接続された括れ部の基準ピッチと異なっていてもよい。また、第２移行部の複数の溝部の間で、ピッチが変化してもよい。

（８）第１移行部と第２移行部との間で構成が異なっていてもよい。例えば、図７（Ｂ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）の第１移行部５００、５００ｄ、５００ｅから任意に選択された第１移行部と、図７（Ｃ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）の第２移行部７００、７００ｄ、７００ｅから任意に選択された第２移行部とが、共通の括れ部に接続されていてもよい。また、第２移行部が省略されて、第１移行部が括れ部に接続されてもよく、逆に、第１移行部が省略されて、第２移行部が括れ部に接続されてもよい。また、第１移行部と第２移行部との少なくとも一方は、上記の任意の実施形態の中軸の任意の括れ部に、適用してよい。一般的には、Ｔ個（Ｔは１以上の整数）の括れ部が中軸に設けられている場合に、Ｕ個（Ｕはゼロ以上Ｔ以下の整数）の括れ部に第１移行部が接続され、Ｖ個（Ｖはゼロ以上Ｔ以下の整数）の括れ部に第２移行部が接続されてよい。Ｖは、Ｕと同じであってもよく、Ｕと異なっていてもよい。また、Ｕ個の第１移行部の間で、構成が異なっていてもよく、Ｖ個の第２移行部の間で、構成が異なっていてもよい。

（５）グロープラグの構成は、図１で説明した構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、中軸３０の後端部３９の外周面には、雄ねじが形成され、端子部材８０には、雌ねじが形成され、端子部材８０を中軸３０の後端部３９にねじ込むことによって、中軸３０に端子部材８０が固定されてもよい。ここで、端子部材８０としては、キャップ状の部材に代えて、ナットを採用してもよい。

（６）上述したグロープラグは、内燃機関の始動補助のために利用されるグロープラグに限らず、種々のグロープラグに適用可能である。例えば、排気ガスを昇温するための排気ガスヒータ装置や、触媒やディーゼル粒子フィルタ（DPF: Diesel Particulate Filter）を再活性化するためのバーナーシステムや、冷却水を昇温するためのウォータヒータ装置等の種々の装置に、上記のグロープラグを適用可能である。

以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

１０...セラミックグロープラグ（グロープラグ）、２０...主体金具、２０ｓ...内周面、２０ｘ...貫通孔、２２...雄ネジ部、２８...工具係合部、３０、３０ｘ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ...中軸、３０ｆ...先端、３０ｒ...後端、３０ｓ...外周面、３１...先端部、３９...後端部、４０...セラミックヒータ素子（ヒータ素子）、４０ｓ...外周面、４１...先端部、４９...後端部、５０...パッキン（Ｏリング）、６０...絶縁部材、６２...筒状部、６８...フランジ部、７０...金属外筒（外筒）、７０ｓ...内周面、７０ｘ...貫通孔、８０...端子部材、９０...接続部材、２００...組立体、２１０...基体、２２０...発熱抵抗体、２２０...抵抗体、２２１...第１リード部、２２２...第２リード部、２２３...発熱部、２８１...第１電極取出部、２８２...第２電極取出部、３００、６００、８００...溝部、３１０、６１０、８１０...底部、３２０、６２０、８２０...第１傾斜面（先端側傾斜面）、３３０、６３０、８３０...第２傾斜面（後端側傾斜面）、３４０、６４０、８４０...頂部、４１０...括れ部、４１０ｆ...先端、４１０ｒ...後端、４９０...ヒータモジュール、５００、５００ｄ、５００ｅ、５００ｆ...第１移行部、７００、７００ｄ、７００ｅ、７００ｆ... 第２移行部、９１０...第１胴部、９２０...第２胴部、ＯＰａ...開口、ＯＰｂ...開口、Ｄ１...第１方向（先端方向）、Ｄ１ｒ...後端方向、Ｄ２...第２方向、Ｄ３...第３方向、ＣＬ...中心軸（軸線）、Ａｃ...接触部分、Ａｅ...接触部分

Claims (9)

1. 軸線の方向に延びる貫通孔を有する主体金具と、
   前記主体金具の前記貫通孔に挿通されて、前記主体金具の先端側に保持されるセラミックヒータと、
   前記主体金具の前記貫通孔内に挿通され、前記セラミックヒータに電気的に接続される棒状で金属製の中軸と、
   を備えるグロープラグであって、
   前記中軸は、前記軸線の方向に沿って延びる１以上の括れ部であり、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の周方向に亘って設けられる溝部が前記軸線の方向に複数並ぶ括れ部を含み、
   前記１以上の括れ部のうちの最も先端側の括れ部は、前記中軸の先端と後端との間の前記軸線の方向の中間位置よりも先端側に配置された部分を含み、
   前記最も先端側の括れ部において、複数の前記溝部の前記軸線の方向のピッチは、１．１ｍｍ未満であり、
   前記軸線を含む平らな断面において、
   前記溝部は、先端側に向けて前記軸線の方向に対して斜めに傾斜する先端側傾斜面と、後端側に向けて前記軸線の方向に対して斜めに傾斜する後端側傾斜面と、を含み、
   前記最も先端側の括れ部において、前記先端側傾斜面と前記後端側傾斜面とのなす角度は、６０度未満である、
   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、
   前記グロープラグは、前記主体金具の前記貫通孔に挿通されると共に、前記セラミックヒータを保持する外筒と、前記主体金具の内周面と前記中軸の外周面とに挟まれるパッキンと、をさらに有し、
   前記パッキンと前記中軸の前記外周面との接触部分のうちの前記軸線の方向の中心の位置である第１位置と、前記セラミックヒータと前記外筒との接触部分のうちの最も後端側の位置である第２位置と、の間の前記軸線の方向の距離をＬａとし、
   前記第１位置と、前記最も先端側の括れ部の先端と、の間の前記軸線の方向の距離をＬｂとし、
   前記セラミックヒータの前記第２位置での外径をＤａとする場合に、
   以下の式が満たされる、グロープラグ。
   

   
3. 請求項１または２に記載のグロープラグであって、
   前記最も先端側の括れ部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の周方向に亘って１周する閉じたループ状の溝によって形成されており、
   前記パッキンと前記中軸の前記外周面との接触部分のうちの前記軸線の方向の中心の位置である第１位置と、前記セラミックヒータと前記外筒との接触部分のうちの最も後端側の位置である第２位置と、の間の前記軸線の方向の距離をＬａとし、
   前記第１位置と、前記最も先端側の括れ部の先端と、の間の前記軸線の方向の距離をＬｂとし、
   前記セラミックヒータの前記第２位置での外径をＤａとし、
   前記中軸のうち前記最も先端側の括れ部が形成された部分における最小の外径をＤｂとする場合に、以下の式が満たされる、グロープラグ。
   

   
4. 請求項１から３のいずれかに記載のグロープラグであって、
   前記中軸は、
   前記１以上の括れ部のうちの少なくとも１つの括れ部の先端側に接続された部分であり、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って設けられる溝部を含む第１移行部と、
   前記第１移行部の先端側に接続され、外径が略一定な部分である第１胴部と、
   を含み、
   前記第１移行部の前記溝部の底部と前記中軸の中心軸との間の距離は、前記括れ部の前記溝部の底部と前記中心軸との間の距離よりも大きく、前記第１胴部の外周面と前記中心軸との間の距離よりも小さい、
   グロープラグ。
5. 請求項４に記載のグロープラグであって、
   前記第１移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
   前記第１移行部の前記複数の溝部に関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きい、
   グロープラグ。
6. 請求項４に記載のグロープラグであって、
   前記第１移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
   前記第１移行部の前記複数の溝部によって形成される隣合う２個の溝部のＮ個（Ｎは２以上の整数）のペアのうち、Ｌ個（Ｌは１以上Ｎ−１以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径よりも大きく、Ｎ−Ｌ個のペアのそれぞれに関しては、先端側の溝部の底部の外径が後端側の溝部の底部の外径と同じである、
   グロープラグ。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のグロープラグであって、
   前記中軸は、
   前記１以上の括れ部のうちの少なくとも１つの括れ部の後端側に接続された部分であり、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って設けられる溝部を含む第２移行部と、
   前記第２移行部の後端側に接続され、外径が略一定な部分である第２胴部と、
   を含み、
   前記第２移行部の前記溝部の底部と前記中軸の中心軸との間の距離は、前記括れ部の前記溝部の底部と前記中心軸との間の距離よりも大きく、前記第２胴部の外周面と前記中心軸との間の距離よりも小さい、
   グロープラグ。
8. 請求項７に記載のグロープラグであって、
   前記第２移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
   前記第２移行部の前記複数の溝部に関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きい、
   グロープラグ。
9. 請求項７に記載のグロープラグであって、
   前記第２移行部は、前記中軸の前記外周面上に前記中軸の前記周方向に亘って１周する閉じたループ状の複数の溝部を含み、
   前記第２移行部の前記複数の溝部によって形成される隣合う２個の溝部のＰ個（Ｐは２以上の整数）のペアのうち、Ｑ個（Ｑは１以上Ｐ−１以下の整数）のペアのそれぞれに関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径よりも大きく、Ｐ−Ｑ個のペアのそれぞれに関しては、後端側の溝部の底部の外径が先端側の溝部の底部の外径と同じである、
   グロープラグ。

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