(57)【要約】【課題】エンジンヘッドへの取付時に、グロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合を十分に大きくでき、グロープラグに大きな締め付けトルクを加えることで良好な気密性を確保しつつ、ハウジングの変形や破断をより確実に防止する。【解決手段】グロープラグ１は、ハウジング２と、ヒータ部材３とを備える。ハウジング２は、エンジンヘッドＥＮに設けられた取付孔ＨＯに螺合するためのねじ部５と、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて外径が小さくなり、エンジンヘッドＥＮの取付孔ＨＯにねじ部５を螺合した際に、エンジンヘッドＥＮの座面ＥＳに対して圧接するテーパ部７とを有する。ハウジング２のうち少なくともねじ部５及びテーパ部７の外表面には、自身の硬度がエンジンヘッドＥＮの硬度よりも大きいメッキ層２１が設けられ、メッキ層２１の表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下とされる。【選択図】      図３
2014013128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が前記ハウジングの先端から突出した状態で、前記軸孔に挿設されるヒータ部材とを備え、
前記ハウジングは、
エンジンヘッドに設けられた取付孔に螺合するためのねじ部と、
前記軸線方向先端側に向けて外径が小さくなり、前記エンジンヘッドの取付孔に前記ねじ部を螺合した際に、前記エンジンヘッドの座面に対して圧接するテーパ部と
を有するグロープラグであって、
前記ハウジングのうち少なくとも前記ねじ部及び前記テーパ部の外表面には、自身の硬度が前記エンジンヘッドの硬度よりも大きいメッキ層が設けられ、前記ねじ部及び前記テーパ部の外表面に設けられた前記メッキ層の表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下であることを特徴とするグロープラグ。
【請求項２】
前記メッキ層は、亜鉛を主成分とし、ニッケルを含有する合金からなることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等に使用されるグロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
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は、軸線方向に延びる軸孔を有するハウジングと、自身の先端部がハウジングの先端から突出する状態で前記軸孔に挿通され、通電により発熱するヒータ部材とを備えている。また、ヒータ部材としては、筒状のチューブと、当該チューブの内部に配置される発熱コイルとを備えるシースヒータや、絶縁性セラミックからなる筒状の基体と、導電性セラミックからなり、前記基体の内部に配置される発熱素子とを備えるセラミックヒータが知られている。
【０００３】
加えて、ハウジングは、エンジンへの取付用のねじ部（雄ねじ部）と、当該ねじ部よりも先端側に設けられ、先端側に向けて徐々に外径が小さくなるテーパ部とを備えている。そして、エンジンヘッドに設けられた取付孔に前記ねじ部を螺合した際には、エンジンヘッドの座面に対して前記テーパ部が圧接することで、燃焼室内の気密性が確保されるようになっている。また、ハウジングの外表面（ねじ部及びテーパ部の外表面を含む）には、耐食性の向上を図るべく、所定の金属からなるメッキ層が設けられることがある（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンヘッドにグロープラグを取付ける際には、良好な気密性を確保するために、一般にグロープラグの回転トルクが予め設定された締め付けトルク以上となるまで、取付孔に対するねじ部のねじ込みが行われる（すなわち、トルク管理にてグロープラグの取付が行われる）。しかしながら、エンジンヘッドに加工油が残っていた場合には、テーパ部がエンジンヘッドの座面に対して十分な圧力で接しているにも関わらず、グロープラグの回転角度に対するグロープラグ及びエンジンヘッド間における摩擦係数の上昇度が緩やかなものとなり、ひいてはグロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合が比較的小さなものとなる場合がある。この場合には、取付孔に対してねじ部が過度にねじ込まれることとなるため、ハウジングのうちねじ部とテーパ部との間に位置する部位に対して軸線方向に沿った圧縮応力が過度に加わることとなり、ハウジングの変形が生じてしまうおそれがある。また、ハウジングに対して過度に大きなねじり力が加わってしまい、ハウジングが破断してしまうおそれがある。
【０００６】
そこで、前記増大割合が比較的小さなものとなる要因について本願発明者が鋭意検討したところ、グロープラグをエンジンヘッドへと取付ける際に、ハウジングの外表面に設けられたメッキ層に締め付けの回転による剪断応力が加わることで、メッキ層が剥離してしまうことが一要因であることが見出された。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンヘッドへの取付時において、グロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合を十分に大きなものとすることができ、グロープラグに対して十分に大きな締め付けトルクを加えることで良好な気密性を確保しつつ、ハウジングの変形や破断をより確実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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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特有の作用効果を付記する。
【０００９】
構成１．本構成のグロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が前記ハウジングの先端から突出した状態で、前記軸孔に挿設されるヒータ部材とを備え、
前記ハウジングは、
エンジンヘッドに設けられた取付孔に螺合するためのねじ部と、
前記軸線方向先端側に向けて外径が小さくなり、前記エンジンヘッドの取付孔に前記ねじ部を螺合した際に、前記エンジンヘッドの座面に対して圧接するテーパ部と
を有するグロープラグであって、
前記ハウジングのうち少なくとも前記ねじ部及び前記テーパ部の外表面には、自身の硬度が前記エンジンヘッドの硬度よりも大きいメッキ層が設けられ、前記ねじ部及び前記テーパ部の外表面に設けられた前記メッキ層の表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
上記構成１によれば、ハウジングのうち少なくともねじ部及びテーパ部（すなわち、グロープラグをエンジンヘッドに取付ける際に、エンジンヘッドに接する部位）の外表面にメッキ層が設けられており、当該メッキ層の硬度がエンジンヘッドの硬度よりも大きなものとされている。従って、エンジンヘッドにグロープラグを取付ける際に生じる剪断応力に対して、十分に抗することが可能な強度を前記メッキ層が有することとなり、エンジンヘッドへの取付時におけるメッキ層の剥離をより確実に防止することができる。これにより、エンジンヘッドに油が付着している場合など、グロープラグ及びエンジンヘッド間における摩擦係数が低下しやすい場合であっても、エンジンヘッドに対するグロープラグの取付時において、グロープラグ及びエンジンヘッド間における摩擦係数が上昇しやすくなり、グロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合を十分に大きなものとすることができる。その結果、グロープラグに対して十分に大きな締め付けトルクを加えることで良好な気密性を確保しつつ、ハウジングの変形や破断をより確実に防止することができる。
【００１１】
また、上記構成１によれば、メッキ層の表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下とされている。従って、取付時において、エンジンヘッドに対するハウジング（ねじ部及びテーパ部）の密着性をより向上させることができ、エンジンヘッド及びグロープラグ間における摩擦係数をより増大させやすくすることができる。その結果、グロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合を一層大きくすることができ、ハウジングの変形や破断を一層確実に防止することができる。
【００１２】
構成２．本構成のグロープラグは、上記構成１において、前記メッキ層は、亜鉛を主成分とし、ニッケルを含有する合金からなることを特徴とする。
【００１３】
尚、「主成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものである。
【００１４】
上記構成２によれば、メッキ層はＺｎを主成分とするため、優れた耐食性を実現することができる。
【００１５】
一方で、メッキ層をＺｎにより構成した場合には、メッキ層の硬度が低くなり、上記構成１による作用効果が十分に発揮されないおそれがある。この点、上記構成２によれば、メッキ層を構成する合金にはＮｉが含有されており、メッキ層の硬度を十分に大きなものとすることができる。従って、上記構成１による作用効果をより確実に発揮させることができる。また、メッキ層を構成する合金にＮｉが含有されているため、メッキ層の耐熱性を向上させることができる。
【００１６】
尚、上記構成２による作用効果をより確実に発揮させるべく、前記合金中におけるＮｉの共析率を５％以上２０％以下とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、グロープラグの一部破断正面図であり、（ｂ）は、グロープラグの先端部の一部破断拡大正面図である。
【図２】エンジンヘッドに取付けられたグロープラグを示す一部破断正面図である。
【図３】（ａ）は、ねじ部の外表面に設けられたメッキ層等を示す一部破断拡大正面図であり、（ｂ）は、テーパ部の外表面に設けられたメッキ層等を示す一部破断拡大正面図である。
【図４】試験用の治具の構成等を示す一部破断正面図である。
【図５】回転角度測定試験の結果を示すグラフである。
【図６】メッキ層表面の十点平均粗さＲｚと、Ｔｑ／Ｆとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、グロープラグ１の一部破断正面図であり、図１（ｂ）は、グロープラグ１の先端部の一部破断拡大正面図である。尚、図１等では、グロープラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をグロープラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００１９】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、グロープラグ１は、筒状のハウジング２と、当該ハウジング２の先端から自身の先端部が突出した状態でハウジング２に固定されたヒータ部材３とを備えている。
【００２０】
ハウジング２は、軸線ＣＬ１方向に延びる軸孔４を有し、軸線ＣＬ１に沿った長さＬが比較的大きなもの（例えば、１００ｍｍ以上）とされている。また、ハウジング２の外周面には、グロープラグ１を内燃機関（ディーゼルエンジン等）のエンジンヘッドに取付ける際に、エンジンヘッドの取付孔に螺合されるねじ部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。さらに、ハウジング２の先端部には、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて徐々に外径が小さくなり、図２に示すように、エンジンヘッドＥＮの取付孔ＨＯ（内周に雌ねじ部を有する）にねじ部５を螺合した際に、エンジンヘッドＥＮの座面ＥＳに対して圧接するテーパ部７が設けられている。尚、テーパ部７が座面ＥＳに圧接することで、燃焼室における気密性の確保が図られることとなる。
【００２１】
また、本実施形態において、ハウジング２は、加工性の向上を図るべく、強度の比較的低い金属（例えば、快削鋼など）により形成されている。さらに、グロープラグ１の小型化（小径化）を図るべく、ハウジング２は小径化されており、ひいてはねじ部５のねじ径が所定値（例えば、Ｍ８）以下とされている。
【００２２】
図１に戻り、ヒータ部材３は、所定の金属（例えば、ＦｅやＮｉを主成分とする金属等）からなる先端部が閉じた筒状をなすチューブ８と、当該チューブ８内に設けられた発熱コイル９及び制御コイル１０とを備えており、両コイル９，１０への通電経路をなす中軸１１が接続されている。
【００２３】
発熱コイル９は、制御コイル１０と直列的に接続されるとともに、その先端部がチューブ８の先端部に接合されている。また、発熱コイル９は、所定の金属（例えば、Ｆｅを主成分とし、ＡｌやＣｒ等を含む合金など）からなる抵抗発熱線が螺旋状に巻回されることで構成されている。
【００２４】
制御コイル１０は、発熱コイル９及び中軸１１間に設けられており、発熱コイル９の材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質（例えば、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金等に代表されるＣｏ又はＮｉを主成分とする金属）からなる抵抗発熱線が螺旋状に巻回されることで構成されている。これにより、制御コイル１０は、自身の発熱及び発熱コイル９からの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイル９に対する供給電力を制御する。詳述すると、通電初期においては発熱コイル９に対して比較的大きな電力が供給され、発熱コイル９の温度は急速に上昇する。すると、その発熱及び自身の発熱により制御コイル１０が加熱され、制御コイル１０の電気抵抗値が増大し、発熱コイル９への供給電力が減少する。これにより、ヒータ部材３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１０の働きにより供給電力が抑制されて温度が飽和する形となる。つまり、制御コイル１０の存在により、急速昇温性を高めつつ、発熱コイル９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。
【００２５】
中軸１１は、所定の導電性金属により形成されており、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる棒状をなしている。また、中軸１１は、その先端部がチューブ８内に挿通されるとともに、制御コイル１０の後端部に接合され、その後端部が、ハウジング２の後端から突出している。そして、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１４、樹脂等からなる絶縁ブッシュ１５、絶縁ブッシュ１５の脱落を防止するための押さえリング１６、及び、通電用のケーブルを接続するためのナット１７がこの順序で中軸１１に嵌め込まれた構造となっている。
【００２６】
さらに、チューブ８内には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする絶縁粉末１２が封入されており、絶縁粉末１２が介在することにより、発熱コイル９及び制御コイル１０の外周面とチューブ８の内周面とが絶縁された状態となっている。また、チューブ８の後端は、中軸８との間で環状ゴム１３により封止されている。
【００２７】
加えて、チューブ８には、スウェージング加工等によって、その先端部に発熱コイル９等を収容する小径部８Ａが形成されるとともに、その後端部に自身の外径が小径部８Ａの外径よりも大きい大径部８Ｂが形成されている。そして、ヒータ部材３は、前記大径部８Ｂが、軸孔４のうち内径が比較的小さい小径部４Ａに圧入されることで、ハウジング２に固定されている。
【００２８】
さらに、本実施形態では、図３に示すように、ハウジング２のうち少なくともねじ部５及びテーパ部７の外表面（本実施形態では、ハウジング２の外表面全域）には、厚さが所定範囲（例えば、５μｍ以上２０μｍ以下）とされたメッキ層２１が設けられている。また、メッキ層２１のうち少なくともねじ部５及びテーパ部７の外表面に設けられた部位は、前記エンジンヘッドＥＮの硬度よりも大きな硬度を有するように構成されている。
【００２９】
さらに、本実施形態において、メッキ層２１は、亜鉛（Ｚｎ）を主成分とし、Ｎｉを所定量（例えば、共析率を５％以上２０％以下）含有する合金（Ｚｎ−Ｎｉ合金）により形成されている。尚、メッキ層２１を構成する材料は、Ｚｎ−Ｎｉ合金に限られるものではなく、例えば、Ｎｉを主成分とする金属などを用いてもよい
加えて、前記メッキ層２１は、所定の光沢剤が投入された、ＺｎやＮｉを含む所定のメッキ用水溶液にハウジング２を浸漬した上で、ハウジング２に対して直流電流を流すことにより形成することができる。そして、メッキ層２１の硬度は、メッキ層２１を構成する金属の組成（メッキ用水溶液の成分や濃度）や、ハウジング２の外表面にメッキ層２１を設ける際の条件（例えば、通電電流値など）を変更することで調節することができる。尚、メッキ層２１をＺｎ−Ｎｉ合金により形成する場合、前記光沢剤としては、トリエタノールアミン、サッカリン、ブチン、ナフタリンスルホン酸塩、チオ尿素、安息香酸、クエン酸塩、ぶどう糖、デキストリン、ゼラチン等を挙げることができる。また、メッキ層２１をＮｉを主成分とする金属により形成する場合、前記光沢剤としては、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホンアミド、サッカリン、ホルムアルデヒド、アリルスルホン酸、２−ブチン１，４−ジオール、エチルシアンヒドリン等を挙げることができる。
【００３０】
加えて、本実施形態では、ねじ部５及びテーパ部７の外表面に設けられたメッキ層２１の表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下となるように構成されている。尚、メッキ層２１の表面の十点平均粗さＲｚは、前記メッキ水溶液中における前記光沢剤の含有量や、ハウジング２の外表面の形成する際の加工法を変更することで変更することができる。例えば、ねじ部５を切削加工ではなく、転造加工により形成することで、ねじ部５外表面の粗さを小さくすることができ、ひいてはねじ部５の外表面に設けられたメッキ層２１の表面の十点平均粗さＲｚを小さくすることができる。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、ハウジング２のうち少なくともねじ部５及びテーパ部７（すなわち、グロープラグ１をエンジンヘッドＥＮに取付ける際に、エンジンヘッドＥＮに接する部位）の外表面にメッキ層２１が設けられており、当該メッキ層２１の硬度がエンジンヘッドＥＮの硬度よりも大きなものとされている。従って、エンジンヘッドＥＮにグロープラグ１を取付ける際に生じる剪断応力に対して、十分に抗することが可能な強度を前記メッキ層２１が有することとなり、エンジンヘッドＥＮへの取付時におけるメッキ層２１の剥離をより確実に防止することができる。これにより、エンジンヘッドＥＮに対するグロープラグ１の取付時において、グロープラグ１及びエンジンヘッドＥＮ間における摩擦係数が上昇しやすくなり、グロープラグ１の回転角度に対するグロープラグ１の回転トルクの増大割合を十分に大きなものとすることができる。その結果、グロープラグ１に対して十分に大きな締め付けトルクを加えることで良好な気密性を確保しつつ、ハウジング２の変形や破断をより確実に防止することができる。
【００３２】
さらに、メッキ層２１の表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下とされているため、エンジンヘッドＥＮに対するハウジング２（ねじ部５及びテーパ部７）の密着性をより向上させることができる。その結果、グロープラグ１の回転角度に対するグロープラグ１の回転トルクの増大割合を一層大きくすることができ、ハウジング２の変形や破断を一層確実に防止することができる。
【００３３】
特に本実施形態では、ハウジング２の長さＬが比較的大きく、また、ねじ部５のねじ径が比較的小さい（ハウジング２の肉厚が比較的小さい）ため、エンジンヘッドＥＮへの取付時におけるハウジング２の変形等がより懸念されるが、メッキ層２１の硬度をエンジンヘッドＥＮの硬度以上としつつ、メッキ層２１表面の十点平均粗さＲｚを５μｍ以下とすることで、このような懸念を払拭することができる。換言すれば、メッキ層２１の硬度をエンジンヘッドＥＮの硬度以上としつつ、メッキ層２１表面の十点平均粗さＲｚを５μｍ以下とすることは、ハウジング２の長さＬが比較的大きい場合（長さＬが１００ｍｍ以上の場合）や、ねじ部５のねじ径が比較的小さい場合（ねじ径がＭ８以下の場合）に、特に有効である。
【００３４】
加えて、メッキ層２１はＺｎを主成分とするため、優れた耐食性を実現することができる。
【００３５】
また、メッキ層２１を構成する合金にはＮｉが含有されているため、メッキ層２１の硬度を十分に大きなものとすることができる。従って、メッキ層２１の剥離防止効果をより確実に発揮させることができる。さらに、メッキ層２１を構成する合金にＮｉが含有されているため、メッキ層２１の耐熱性を向上させることができる。
【００３６】
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、ハウジングの外表面全域にメッキ層を設けるとともに、メッキ層の構成材料などを変更することでメッキ層の硬度を種々異なるものとしたグロープラグのサンプル１〜４を作成し、各サンプルについて、回転角度測定試験を行った。回転角度測定試験の概要は次の通りである。
【００３７】
すなわち、図４に示すように、前記取付孔を模した孔部ＦＳを有してなるエンジンヘッドを模した筒状の治具ＪＧを用意し、治具ＪＧのうち前記座面に相当する部位と孔部ＦＳの内周面に潤滑油を塗布するとともに、前記孔部ＦＳにサンプルを挿入した（この状態において、サンプルは孔部ＦＳに螺合されていない）。次いで、サンプルの工具係合部に対してソケットＳＣを係合し、サンプルをソケットＳＣに対して相対回転不能とした。また、所定のロードセルＬＣにより、前記ソケットＳＣの回転トルクを測定可能とした。その上で、治具ＪＧを回転させることにより、孔部ＦＳに対してサンプルのねじ部をねじ込んでいき、サンプルからソケットＳＣに対して回転トルクが加わり始めたとき（すなわち、座面にテーパ部が接触したとき）を０°として、前記ソケットＳＣの回転トルクが１０Ｎ・ｍとなったときの治具ＪＧの回転角度（１０Ｎ・ｍ到達回転角度）を測定した。ここで、１０Ｎ・ｍ到達回転角度が小さいほど、グロープラグをエンジンヘッドに取付ける際に、グロープラグ（特に、エンジンヘッドに接するねじ部及びテーパ部）とエンジンヘッドとの間で生じる摩擦力が大きくなりやすく、ひいてはグロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合が大きなものとなりやすいといえる。従って、トルク管理にてグロープラグをエンジンヘッドに取付ける際に、ハウジングに対して過度に大きな圧縮応力やねじり力が加わってしまうことを抑制し、ハウジングの変形や破断を防止するという面では、１０Ｎ・ｍ到達回転角度が小さいほど好ましい。
【００３８】
図５に、回転角度測定試験の結果を示す。尚、治具ＪＧは、アルミニウムにより形成し、その硬度をビッカース硬度で１３０Ｈｖとした。また、サンプル１は、Ｚｎによりメッキ層を形成し、サンプル２は、Ｚｎを主成分としＮｉを所定値（共析率３％）含有する合金によりメッキ層を形成し、サンプル３は、Ｚｎを主成分としＮｉを所定値（共析率５％）含有する合金によりメッキ層を形成し、サンプル４は、Ｚｎを主成分としＮｉを所定値（共析率１０％）含有する合金によりメッキ層を形成した。加えて、サンプル５は、電解メッキ加工を施すことでＮｉを主成分とする金属からなるメッキ層を形成し、サンプル６は、無電解メッキ加工を施すことでＮｉを主成分とする金属からなるメッキ層を形成した。また、図５においては、サンプル１の試験結果を白抜き丸印で示し、サンプル２の試験結果を黒丸印で示し、サンプル３の試験結果を白抜き三角印で示し、サンプル４の試験結果を黒三角印で示し、サンプル５の試験結果を白抜き正方形印で示し、サンプル６の試験結果を白抜き菱形印で示す。
【００３９】
さらに、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ８とし、メッキ層表面の十点平均粗さＲｚを５μｍとした。
【００４０】
図５に示すように、メッキ層の硬度を治具ＪＧの硬度（１３０Ｈｖ）よりも小さくしたサンプル（サンプル１）は、１０Ｎ・ｍ到達回転角度が比較的大きなものとなってしまい、エンジンヘッドへの取付時におけるハウジングの変形や破断が懸念されることが分かった。これは、メッキ層と治具ＪＧとの間で発生した剪断応力によりメッキ層が剥がれてしまい、サンプルと治具ＪＧとの間における摩擦係数が小さなものとなったためであると考えられる。
【００４１】
また、スズ（Ｓｎ）を主成分とする金属から前記メッキ層を形成し、メッキ層の硬度を９０Ｈｖとしたサンプルについても、上記回転角度測定試験を行ったところ、回転トルクが６Ｎ・ｍに到達した時点で、ハウジングに破断が生じてしまった。
【００４２】
これに対して、メッキ層の硬度を治具ＪＧの硬度よりも大きなものとしたサンプル２〜６は、１０Ｎ・ｍ到達回転角度が１００°以下に抑えられ、グロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合を十分に大きくできることが明らかとなった。これは、サンプル及び治具ＪＧ間で生じる剪断応力に抗することが可能な強度をメッキ層が有することとなり、メッキ層の剥離が効果的に抑制されたことによると考えられる。
【００４３】
また、鋳鉄により形成された治具を用いた上で、上記回転角度測定試験を行ったところ、メッキ層の硬度を治具の硬度よりも大きなものとすることで、１０Ｎ・ｍ到達回転角度を１００°以下に抑えられることができ、メッキ層の剥離を効果的に抑制できることが確認された。
【００４４】
上記試験の結果より、エンジンヘッドにグロープラグを取付ける際において、グロープラグの回転角度に対するグロープラグの回転トルクの増大割合を十分に大きなものとし、ハウジングの変形等をより確実に防止するという観点から、ハウジングのうち少なくともねじ部及びテーパ部（取付時にエンジンヘッドに接触する部位）の外表面に、自身の硬度が、エンジンヘッドの硬度よりも大きなメッキ層を設けることが好ましいといえる。
【００４５】
次に、表面の十点平均粗さＲｚ（μｍ）を種々変更したメッキ層を有してなるグロープラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、前記座面に相当する部位と孔部ＦＳの内周面に潤滑油が塗布された前記治具ＪＧにサンプルをねじ込んだ際における、サンプルのハウジングに加わる軸線方向に沿った力（軸力）Ｆ（ｋＮ）と、サンプルに加わる回転トルクＴｑ（Ｎ・ｍ）とを測定した。そして、各サンプルについて、Ｔｑ／Ｆの値を算出した。ここで、Ｔｑ／Ｆは、単位軸力当たりに増大するサンプルの回転トルクに相当し、Ｔｑ／Ｆが大きいほど、ハウジングの変形等を抑制しつつ、十分な締め付けトルクでグロープラグをエンジンヘッドに取付けることができるといえる。
【００４６】
尚、ねじ部のねじ径をＭ８としたハウジングにおける軸線方向に沿った弾性限界（ハウジングに塑性変形を生じさせることなく、軸力を解除した際に弾性変形したハウジングが元に戻る最大軸力）は５Ｎ程度である。また、気密性を確保する面では、エンジンの振動や熱を考慮すると、グロープラグをエンジンヘッドに取付ける際の締め付けトルクが１０Ｎ・ｍ以上となるようにすることが好ましい。従って、Ｔｑ／Ｆが２．０以上であれば、ハウジングの弾性限界を超えることなく、十分な締め付けトルクでグロープラグをエンジンヘッドに取付けることができ、良好な気密性を確保しつつ、ハウジングの変形等を効果的に抑制できるといえる。そこで、本試験では、Ｔｑ／Ｆ＝２．０を基準として、各サンプルを評価した。
【００４７】
図６に、メッキ層表面の十点平均粗さＲｚ（μｍ）と、Ｔｑ／Ｆとの関係を表すグラフを示す。尚、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ８とし、メッキ層は、Ｚｎを主成分とし、Ｎｉを含有する合金（Ｚｎ−Ｎｉ合金）により形成した。また、メッキ層の硬度を治具ＪＧの硬度以上とした。
【００４８】
図６に示すように、メッキ層表面の十点平均粗さＲｚを５μｍ以下としたサンプルは、Ｔｑ／Ｆが２．０以上となり、ハウジングの変形等を抑制しつつ、十分な締め付けトルクでグロープラグをエンジンヘッドに取付可能となることが分かった。これは、エンジンヘッドに対するハウジング（ねじ部及びテーパ部）の密着性が高まったことで、グロープラグの回転角度に対して、グロープラグと治具ＪＧとの間における摩擦係数（つまり、グロープラグの回転トルク）が一層増大しやすくなったことによると考えられる。
【００４９】
また、ねじ径を種々変更したサンプルについても、メッキ層表面の十点平均粗さＲｚとＴｑ／Ｆとの関係を調べたところ、メッキ層表面の十点平均粗さＲｚを５μｍ以下とすることで、Ｔｑ／Ｆが２．０以上となることが確認された。
【００５０】
上記試験の結果より、エンジンヘッドにグロープラグを取付ける際において、ハウジングの変形等を抑制しつつ、グロープラグへと十分な締め付けトルクを印加可能とすべく、メッキ層の表面の十点平均粗さＲｚを５μｍ以下とすることが好ましいといえる。
【００５１】
次いで、Ｚｎによりメッキ層を形成したグロープラグのサンプル（Ｚｎメッキサンプル）と、Ｚｎを主成分としＮｉを含有する合金によりメッキ層を形成したグロープラグのサンプル（Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキサンプル）と、Ｎｉを主成分とする金属によりメッキ層を形成したグロープラグのサンプル（Ｎｉメッキサンプル）とを作製し、各サンプルについて、ＪＩＳ  Ｚ２３７１に基づく中性塩水噴霧試験を行った。そして、試験開始から２４時間後、４８時間後、及び、９６時間後に、ハウジングの表面を観察し、赤錆が発生しているか否かを確認した。表１に、当該試験の試験結果を示す。尚、表１において、「○」とあるのは、赤錆の発生が確認されなかったことを意味し、「×」とあるのは、赤錆の発生が確認されたことを意味する。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１に示すように、Ｚｎを主成分とする金属によりメッキ層を形成したサンプル（Ｚｎメッキサンプル及びＺｎ−Ｎｉ合金メッキサンプル）は、優れた耐食性を有することが確認された。但し、図５（同図、サンプル１の試験結果）に示すように、Ｚｎによりメッキ層を形成した場合には、エンジンヘッドへとグロープラグを取付ける際に、エンジンヘッド及びグロープラグ間で生じる摩擦力が増大しにくく、取付時におけるハウジングの変形等が懸念される。従って、良好な耐食性、及び、取付時におけるハウジングの変形抑制の双方を実現するという観点から、メッキ層を、Ｚｎを主成分とし、Ｎｉを含有する合金により形成することが好ましいといえる。
【００５４】
尚、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、変更例も当然可能である。
【００５５】
（ａ）上記実施形態では、発熱コイル９の過昇温を防止すべく、発熱コイル９及び中軸１１間に制御コイル１０が介在されているが、発熱コイル９に中軸１１を直接接触させ、制御コイル１０を省略してもよい。
【００５６】
（ｂ）上記実施形態において、ヒータ部材３は、チューブ８と当該チューブ８の内部に配置された発熱コイル９等により構成されており、本発明の技術思想が、いわゆるメタルグロープラグに対して適用されている。これに対して、ヒータ部材を、絶縁性セラミックからなる筒状の基体と、当該基体内に設けられるとともに、導電性セラミックにより形成され、中軸１１からの通電により発熱する発熱素子とにより構成し、本発明の技術思想を、いわゆるセラミックグロープラグに対して適用してもよい。また、この場合には、基体の外表面に発熱素子となる導電性の被膜が設けられてなるヒータ部材（いわゆる表面発熱タイプのヒーター）を用いてもよい。さらに、発熱素子の少なくとも一部を耐熱性に優れる導電性金属（例えば、タングステンを主成分とする合金等）により形成することとしてもよい。
【００５７】
（ｃ）上記実施形態において、工具係合部６は断面六角形状とされているが、工具係合部６の形状は、このような形状に限定されるものではない。従って例えば、工具係合部６を、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等としてもよい。
【００５８】
（ｄ）ヒータ部材３の形状は特に限定されるものではなく、例えば、断面楕円形状や断面長円形状、断面多角形状であってもよい。また、ヒータ部材として、絶縁性の基体を板状に複数形成して、その間に発熱体を挟み込んだいわゆる板状ヒータを用いることとしてもよい。
【００５９】
（ｅ）上記実施形態においては、チューブ８を構成する金属材料としてＦｅやＮｉを主成分とする金属を挙げているが、これは例示であって、チューブ８を構成する金属材料はこれに限定されるものではない。また、発熱コイル９や制御コイル１０を構成する金属材料としてＦｅ等を主成分とする金属を挙げているが、発熱コイル９等の構成材料は、これに限定されるものではない。
【００６０】
（ｆ）上記実施形態において、メッキ層２１の表面にクロメート層を設けてもよい。クロメート層を設けることで、メッキ層２１の変色防止や耐食性向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…グロープラグ、２…ハウジング、３…ヒータ部材、４…軸孔、５…ねじ部、７…テーパ部、２１…メッキ層、ＣＬ１…軸線、ＥＮ…エンジンヘッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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