(57)【要約】【課題】軸線方向の圧縮力が強く加わっても抵抗体と外筒の電気的接続が良好に確保されやすいグロープラグを提供する。【解決手段】グロープラグ１は、軸線方向に沿って延びるセラミックヒータ４０と、セラミックヒータ４０と嵌合する外筒７０と、を備え、外筒７０は、小径部７２と、小径部７２よりも外周面の径が大きい大径部７４とを有する。大径部７４は、主体金具２０の前端部と軸線方向に対向し、主体金具２０の前端部に接合される。外筒７０の内周面には、電極部１２４の接触面１２４Ａの少なくとも一部が接触し、外筒７０において主体金具２０の前端部と対向する対向位置から接触面１２４Ａまでの軸線方向の最短距離が２ｍｍ以上となっている。【選択図】図３
2019015409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に沿って延びるセラミックヒータと、
前記セラミックヒータの後端側の部位を収容する筒状の主体金具と、
前記セラミックヒータの前端側の部位を露出させつつ前記セラミックヒータと嵌合するとともに自身の後端部が前記主体金具の前端部に接合され、前記主体金具よりも硬度が低い筒状の外筒と、
を備え、
前記セラミックヒータは、
絶縁性セラミックからなり、前記軸線方向に沿って延びる基体と、
導電性セラミックからなり、前記基体に埋設される抵抗体であり、通電によって発熱する発熱部と、前記発熱部と電気的に接続され、前記軸線方向と交差する方向に沿って延びるとともに前記基体の外表面に露出する端面が前記外筒の内周面に接触する接触面として構成された電極部と、を有する抵抗体と、
を備え、
前記外筒は、
所定の外周面を有する小径部と、
前記小径部の後方側に配置されるとともに、前記小径部よりも外周面の径が大きい大径部であり、前記主体金具の前端部と前記軸線方向に対向する大径部と、
を備えるグロープラグであって、
前記接触面の少なくとも一部が前記大径部の内周面と接触しており、
前記外筒において前記主体金具の前端部と対向する対向位置から前記接触面までの前記軸線方向の最短距離が２ｍｍ以上である、
グロープラグ。
【請求項２】
前記外筒は、前記軸線方向において前記大径部と前記小径部との間に、外周面の径が前記大径部よりも小さく且つ前方側となるにつれて次第に外周面の径が小さくなるテーパ部を備え、
前記接触面の前端側の一部は、前記軸線方向において前記テーパ部が形成された領域内に位置する、
請求項１に記載のグロープラグ。
【請求項３】
前記接触面の前端を通り前記軸線方向に直交する前記グロープラグの断面をみたときの前記テーパ部の径方向の厚さが、前記大径部を通り前記軸線方向に直交する前記グロープラグの断面をみたときの前記大径部の径方向の厚さの４０％以上である、
請求項２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、グロープラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関での点火補助に用いられるグロープラグとして、絶縁性材料を主成分とする絶縁性セラミックからなる基体内部に、導電性材料を主成分とする導電性セラミックからなる抵抗体を埋設したセラミックヒータと、セラミックヒータを保持する外筒と、外筒を保持する主体金具と、を備えたグロープラグが提供されている。例えば、特許文献１で開示されるグロープラグは、セラミックヒータを圧入して保持する外筒と、エンジンヘッドに取り付けるためのねじ部を備えた主体金具と、を備えており、主体金具の先端面と外筒の後端面とを接合した構成をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４２５０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示されるグロープラグをエンジンヘッドに取り付ける場合、エンジンヘッドに形成されたプラグホールにグロープラグを挿入し、主体金具の外表面に形成された雄ねじ部をプラグホールに形成された雌ねじ部にねじ込んで嵌合させることで組み付けることができる。そして、一般的には、グロープラグに形成された雄ねじ部をプラグホールの雌ねじ部にある程度ねじ込むと、外筒の先端側に設けられた当接面（テーパ面）がプラグホール内の当接対象面に当接した状態となり、このような当接状態でグロープラグがエンジンヘッドに固定されることになる。
【０００５】
しかし、グロープラグをエンジンヘッドに組み付ける際に、グロープラグに対して不適切に大きい締付トルクがかけられたり、両部品の接触領域（ねじ領域など）にエンジンオイルなどが入り込むことに起因する過回転（摩擦力の低下に起因する過回転）が生じたりすると、グロープラグをエンジンヘッドにねじ込む際の挿入力（軸方向の力）がより強くなり、グロープラグの一部に変形を生じさせてしまう懸念がある。
【０００６】
具体的には、グロープラグにおいて、ねじ部と当接面（テーパ面）との間で軸方向の強い圧縮力が生じ、主体金具の硬度よりも外筒の硬度のほうが低い一般的な構成では、主体金具よりも外筒のほうが先に変形してしまうことになる。このような変形は、外筒内において主体金具との接合面付近に集中しやすく、変形がセラミックヒータ内に埋め込まれた抵抗体の電極部（外筒の内周部と接触して導通する部分）の近くまで及んでしまうと、外筒の内周部と電極部との間で接触不良が生じてしまい、抵抗体と外筒との間で電気的接続が確保されなくなる虞がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、軸線方向の圧縮力が強く加わっても抵抗体と外筒の電気的接続が良好に確保されやすいグロープラグを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの解決手段であるグロープラグは、
軸線方向に沿って延びるセラミックヒータと、
前記セラミックヒータの後端側の部位を収容する筒状の主体金具と、
前記セラミックヒータの前端側の部位を露出させつつ前記セラミックヒータと嵌合するとともに自身の後端部が前記主体金具の前端部に接合され、前記主体金具よりも硬度が低い筒状の外筒と、
を備え、
前記セラミックヒータは、
絶縁性セラミックからなり、前記軸線方向に沿って延びる基体と、
導電性セラミックからなり、前記基体に埋設される抵抗体であり、通電によって発熱する発熱部と、前記発熱部と電気的に接続され、前記軸線方向と交差する方向に沿って延びるとともに前記基体の外表面に露出する端面が前記外筒の内周面に接触する接触面として構成された電極部と、を有する抵抗体と、
を備え、
前記外筒は、
所定の外周面を有する小径部と、
前記小径部の後方側に配置されるとともに、前記小径部よりも外周面の径が大きい大径部であり、前記主体金具の前端部と前記軸線方向に対向する大径部と、
を備えるグロープラグであって、
前記接触面の少なくとも一部が前記大径部の内周面と接触しており、
前記外筒において前記主体金具の前端部と対向する対向位置から前記接触面までの前記軸線方向の最短距離が２ｍｍ以上である。
【０００９】
上記グロープラグでは、セラミックヒータと嵌合する外筒において、肉厚が相対的に大きい大径部のほうが小径部よりもセラミックヒータに対する面圧が確保されやすく、この大径部の内周面に接触するように電極部の接触面を配置しているため、接触面の接触圧がより大きく確保されやすくなる。ゆえに、電極部と外筒の電気的接続が良好に維持されやすい。
また、外筒の硬度を相対的に低くすることで、外筒に嵌合するセラミックヒータにおいて割れなどの不具合を生じにくくすることができる。但し、外筒の硬度が低いと、上述のメリットを享受し得る反面、過剰な締め付け等に起因する軸線方向の圧縮力が加わった場合に、外筒内（特に主体金具の前端部と対向する対向位置付近）で座屈が生じやすくなるという問題がある。そこで、上記グロープラグでは、対向位置から電極部における接触面までの軸線方向の最短距離を２ｍｍ以上としている。このようにすると、主体金具及び外筒に対して軸線方向に過剰な圧縮力が加わってしまい、外筒内の対向位置付近で座屈による変形が生じたとしても、その変形の影響は、電極部の接触面付近には及びにくくなる。よって、上述した軸線方向の圧縮力が加わっても、外筒の内周面と電極部の接触面との間で接触不良が生じにくくなり、電極部と外筒の電気的接続がより確実に維持されやすくなる。
【００１０】
上記グロープラグにおいて、外筒は、軸線方向において大径部と小径部との間に、外周面の径が大径部よりも小さく且つ前方側となるにつれて次第に外周面の径が小さくなるテーパ部を備えていてもよい。そして、接触面の前端側の一部が、軸線方向においてテーパ部が形成された領域内に位置するように構成されていてもよい。
【００１１】
上述した構成のように、電極部の接触面を、軸線方向において大径部とテーパ部とに跨る位置まで対向位置（外筒において主体金具の前端部と対向する位置）から遠ざければ、軸線方向の過剰な圧縮力に起因する変形が対向位置付近で生じても、その変形が接触面に与える影響は一層小さくなる。また、接触面の全部がテーパ部の領域に配置されるのではなく、一部が大径部の領域に配置されるため、接触面の全部がテーパ部の領域に配置される構成と比較すると接触面の接触圧は確保されやすい。
【００１２】
上記グロープラグにおいて、接触面の前端を通り軸線方向に直交するグロープラグの断面をみたときのテーパ部の径方向の厚さが、大径部を通り軸線方向に直交するグロープラグの断面をみたときの大径部の径方向の厚さの４０％以上であってもよい。
【００１３】
このようにすれば、電極部の接触面をテーパ部の位置まで遠ざけて対向位置（外筒において主体金具の前端部と対向する位置）との距離を確保しつつ、接触面の位置において外筒の肉厚を一定程度確保することができる。これにより、肉厚が小さいことに起因する接触圧（外筒の内周面に接触する接触面の面圧）の低下を抑えることができる。また、接触圧が低下すると、外筒の内周面と電極部の接触面の間に空気が入り込む微小な隙間が生じやすくなり、接触領域の付近が酸化しやすくなるという問題があるが、上述した構成とすれば、接触圧の低下に起因する酸化の進展を抑えることができ、酸化に起因する抵抗値の上昇を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軸方向に強い圧縮力が加わっても抵抗体と外筒の電気的接続が良好に確保されやすいグロープラグを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のグロープラグの一例を示す断面概略図である。
【図２】図１のグロープラグの一部を拡大して具体的に例示する拡大断面図である。
【図３】図１のグロープラグにおいて、金属外筒と主体金具を接合する接合部付近を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１のグロープラグを内燃機関に組み付けた状態を示す断面模式図である。
【図５】第１実施形態のグロープラグを過剰に締め付ける過締め付け試験を行ったときの試験結果を示すものであり、試験前のグロープラグと、試験後のグロープラグについて、対向位置からの距離と外径の変形度合い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】
【００１６】
Ａ．第１実施形態
Ａ１．グロープラグの構成
図１は、第１実施形態のグロープラグの一例を示す概略図である。図２は、図１で示すグロープラグ１のうちのセラミックヒータ４０付近を拡大して示す拡大断面図である。図１、図２において図示されたラインＣＬは、グロープラグ１の中心軸を示している。図１において図示された断面は、中心軸ＣＬを含む断面であり、抵抗体１２０については省略して示している。図２において図示された断面は、中心軸ＣＬを含む断面であり、発熱部１２１、第１導電部１２２、及び第２導電部１２３を通るように抵抗体１２０に沿って切断した切断面を示すものである。図２は、金属外筒７０、接続部材９０、セラミックヒータ４０などを、より詳細に示す断面図である。
【００１７】
以下、中心軸ＣＬのことを「軸線ＣＬ」とも呼び、中心軸ＣＬと平行な方向を「軸線方向」とも呼ぶ。また、軸線方向を前後方向とし、軸線方向においてグロープラグ１におけるセラミックヒータの先端側を前方側、それとは反対側を後方側とする。更に、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１の先端側と呼び、図１における後端方向Ｄｒ１側をグロープラグ１の後端側と呼ぶ。
【００１８】
図１のように、グロープラグ１は、主体金具２０と、中軸３０と、セラミックヒータ４０と、Ｏリング５０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、を含む。
【００１９】
主体金具２０は、軸線ＣＬに沿って延びる貫通孔２０Ａを有する筒状の部材であり、後述するセラミックヒータ４０の後端側の部位を収容する部材である。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は、後端方向Ｄｒ１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、を含む。工具係合部２８は、グロープラグ１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、公知の雄ネジ構造をなし、例えば、図４のように内燃機関ＥＮの取付孔ＥＨに形成された雌ネジ部ＴＨに螺合する。
【００２０】
図１のように、主体金具２０の貫通孔２０Ａには、中軸３０が収容されている。中軸３０は、丸棒状の部材である。中軸３０は、導電性材料（例えば、ステンレス鋼）で形成されている。中軸３０の後端方向Ｄｒ１側の端部である後端部３９は、主体金具２０の後端方向Ｄｒ１側の開口部２０Ｂから後端方向Ｄｒ１に向かって突出している。
【００２１】
開口部２０Ｂの近傍において、中軸３０の外面と、主体金具２０の貫通孔２０Ａの内面と、の間には、Ｏリング５０が設けられている。Ｏリング５０は、弾性材料（例えば、ゴム）で形成されている。主体金具２０の開口部２０Ｂ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Ｄｒ１側に設けられたフランジ部６８と、を含む。筒状部６２は、中軸３０の外面と、主体金具２０の開口部２０Ｂ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、樹脂によって形成されている。主体金具２０は、これらＯリング５０及び絶縁部材６０を介して、中軸３０を支持している。
【００２２】
絶縁部材６０の後端方向Ｄｒ１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、導電性材料（例えば、ニッケル等の金属）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。このような構造により、端子部材８０と中軸３０とが電気的に接続されている。
【００２３】
図１のように、主体金具２０の先端方向Ｄ１側の開口部２０Ｃには、外筒７０が固定されている。外筒７０は、軸線ＣＬに沿って延びる貫通孔７０Ａ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）によって形成されており、外筒７０の硬度は、主体金具２０の硬度よりも低くなっている。図２のように、外筒７０は、後述するセラミックヒータ４０を保持しており、具体的には、セラミックヒータ４０の前端側の部位を露出させつつセラミックヒータ４０と嵌合している。
【００２４】
図２のように、外筒７０は、前端側に形成された小径部７２と、小径部７２の後方側に形成されたテーパ部７６と、テーパ部７６の後方側に形成された大径部７４と、大径部７４の後方側に形成された挿入部７８とを備え、これらが軸線方向に連なって連結されている。貫通孔７０Ａは、小径部７２、テーパ部７６、大径部７４、挿入部７８を全て貫通するように軸線方向に延びており、貫通孔７０Ａの内周面は、軸線ＣＬを中心とする円筒面となっている。
【００２５】
図３のように、小径部７２は、円筒状に構成されるとともに外周面の径が相対的に小さくなっている部分である。小径部７２の外周面は、軸線ＣＬを中心とする円筒面となっている。大径部７４は、円筒状に構成されるとともに外周面の径が小径部７２の外周面の径よりも大きくなっている部分である。大径部７４の外周面は、軸線ＣＬを中心とする円筒面となっている。テーパ部７６は、軸線方向において大径部７４と小径部７２との間に介在しており、外周面の径が大径部７４よりも小さく且つ前方側となるにつれて次第に外周面の径が小さくなる構成をなす。テーパ部７６の外周面の前端は、小径部７２の外周面と同程度の径となっており、テーパ部７６の外周面の後端は、大径部７４の外周面と同程度の径となっている。挿入部７８は、大径部７４の後端面７９から後方側に突出した円筒状の形状をなし、主体金具２０の開口部２０Ｃから挿入されて貫通孔２０Ａ内に収容されるように配置される。挿入部７８の外周面は、軸線ＣＬを中心とする円筒面となっている。
【００２６】
外筒７０の後端部は圧入や溶接などによって主体金具２０の前端部付近（開口部２０Ｃ付近）に接合されている。外筒７０の後端部のうち、挿入部７８付近は主体金具２０の貫通孔２０Ａ内に挿入され、後端面７９付近の後端部は、溶接によって主体金具２０の前端部（開口部２０Ｃ）に接合されている。図３の例では、大径部７４の外周部の後端側領域と主体金具の外周部の前端側の領域とが溶接されており、外周面からある程度の深さの溶接部１４０が周方向に形成されている。溶接部１４０は、挿入部７８の位置までは到達しておらず、挿入部７８の外側且つ溶接部１４０の内側に、後端面７９が環状に構成されている。主体金具２０の前端部において貫通孔２０Ａ側には、面取り部２４が環状に形成されており、面取り部２４の表面は、軸線方向に対して傾斜した向きのテーパ面となっている。面取り部２４の表面と、後端面７９の間には隙間が構成されている。
【００２７】
大径部７４の後端面７９は、軸線方向に対して直交する方向の面となっており、主体金具２０の面取り部２４と対向し、面取り部２４よりも外側且つ溶接部１４０よりも内側の前端面にも対向している。軸線方向において後端面７９の位置は「対向位置」（外筒７０において主体金具２０の前端部と対向する位置）の一例に相当する。
【００２８】
図２のように、外筒７０の貫通孔７０Ａには、通電によって発熱するセラミックヒータ４０が挿入されている。セラミックヒータ４０は、軸線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、セラミックヒータ４０の先端部４１付近が露出した状態で、セラミックヒータ４０の中央部分の外周面を、保持している。セラミックヒータ４０の後端部４９は、主体金具２０の貫通孔２０Ａに収容されている。
【００２９】
接続部材９０は、セラミックヒータ４０の後端部４９に固定される部材である。接続部材９０は、軸線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）で形成されている。接続部材９０の先端方向Ｄ１側には、セラミックヒータ４０の後端部４９が圧入されている。接続部材９０の後端方向Ｄｒ１側には、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。このような構造により、中軸３０と接続部材９０とが電気的に接続されている。
【００３０】
セラミックヒータ４０は、図２のように、後端側から先端側へ軸線ＣＬと平行な方向（軸線方向）に沿って延びる丸棒状の基体１１０と、基体１１０の内部に埋設された略Ｕ字状の発熱抵抗体１２０（以下、単に「抵抗体１２０」と呼ぶ）とを含む。セラミックヒータ４０は、材料を焼成することによって、形成される。
【００３１】
基体１１０は、絶縁性セラミック材料によって形成され、軸線方向に沿って延びた形態をなす。本実施形態では、基体１１０を形成するセラミック材料は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）から主に成る。他の実施形態としては、基体１１０を構成する窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）のうち、珪素（Ｓｉ）の少なくとも一部がアルミニウム（Ａｌ）で置換され、窒素（Ｎ）の少なくとも一部が酸素（Ｏ）で置換されてもよい。
【００３２】
抵抗体１２０は、導電性セラミック材料で形成され、基体１１０に埋設されている。抵抗体１２０を形成する導電性セラミック材料は、通電発熱できる導電性物質であればよく、本実施形態では、炭化タングステン（ＷＣ）と窒化珪素との混合物が用いられる。他の実施形態としては、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）と窒化珪素との混合物等が用いられてもよい。
【００３３】
基体１１０の先端部（すなわち、セラミックヒータ４０の先端部４１）は、先端側に向かって徐々に細くなっている。抵抗体１２０の電気伝導率は、基体１１０の電気伝導率よりも高い。抵抗体１２０は、通電がなされることによって発熱する。
【００３４】
図２のように、抵抗体１２０は、２本のリード部として構成される第１導電部１２２、第２導電部１２３と、第１導電部１２２及び第２導電部１２３に接続された発熱部１２１と、電極部１２４、１２５と、を含んでいる。第１導電部１２２、第２導電部１２３は、一部が基体１１０の後端１１０Ａ側に配置されて後端１１０Ａ側から先端１１０Ｂ側に向かって軸線方向に沿って延びる一対の導電部である。第１導電部１２２、第２導電部１２３の各々は、セラミックヒータ４０の後端部４９から先端部４１の近傍まで軸線ＣＬと平行に延びている。第１導電部１２２と第２導電部１２３は、軸線ＣＬを挟んでおおよそ対称な位置に配置されている。第１導電部１２２から第２導電部１２３へ向かう方向が、第３方向Ｄ３である。
【００３５】
発熱部１２１は、上述した導電部からの通電によって発熱する部分であり、第１抵抗部１２１Ａと、第２抵抗部１２１Ｂと、連結部１２１Ｃと、を備える。第１抵抗部１２１Ａは、自身の後端側が一方の導電部（第１導電部１２２）の先端側に接続するとともに、第１導電部１２２から基体１１０の先端側に延びている。第２抵抗部１２１Ｂは、自身の後端側が他方の導電部（第２導電部１２３）の先端側に接続するとともに、第２導電部１２３から基体１１０の先端側に延びている。連結部１２１Ｃは、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂのそれぞれの先端側を連結する構成をなす。抵抗体１２０は、発熱部１２１と一対の導電部（第１導電部１２２及び第２導電部１２３）とが同一の材料によって形成されている。図２の例では、抵抗体１２０の先端側において相対的に径が細い部分が発熱部１２１であり、相対的に径が太い部分が一対の導電部（第１導電部１２２及び第２導電部１２３）である。
【００３６】
電極部１２４，１２５は、発熱部１２１と電気的に接続され、軸線方向と交差する方向に沿って延びる構成をなす。電極部１２５は、軸状に構成された第２導電部１２３に連結されるとともに第１導電部１２２及び第２導電部１２３の対向方向（第３方向Ｄ３に沿った方向）に延び、延出側の端面１２５Ａが基体１１０の外表面に露出し、接続部材９０の内周面に接触する。
【００３７】
図３のように、電極部１２４は、軸状に構成された第１導電部１２２に連結されるとともに第１導電部１２２及び第２導電部１２３の対向方向（第３方向Ｄ３（図２）に沿った方向）に延び、延出側の端面が基体１１０の外表面に露出し、外筒７０の内周面（貫通孔７０Ａの内壁面）に接触する接触面１２４Ａとして構成されている。電極部１２４の端面（接触面１２４Ａ）は、一部が大径部７４の内周面と接触し、他の一部がテーパ部７６の内周面と接触している。大径部７４の内周面とは、貫通孔７０Ａの内壁面のうち、軸線方向において大径部７４が形成された領域に配置される面であり、テーパ部７６の内周面とは、貫通孔７０Ａの内壁面のうち、軸線方向においてテーパ部７６が形成された領域に配置される面である。つまり、接触面１２４Ａは、軸線方向において大径部７４の領域とテーパ部７６の領域とに跨って配置され、接触面１２４Ａの前端側の一部が、軸線方向においてテーパ部７６が形成された領域内に位置している。
【００３８】
図３のように、グロープラグ１では、外筒７０における上述の「対向位置」（主体金具２０の前端部と対向する後端面７９の位置）から接触面１２４Ａまでは、軸線方向の距離がある程度確保されている。具体的には、対向位置（後端面７９の位置）から接触面１２４Ａの後端までの軸線方向の最短距離Ｌ１が２ｍｍ以上となっている。
【００３９】
更には、図３のように、接触面１２４Ａの前端Ｐ１を通り軸線方向に直交するグロープラグ１の断面ＣＳ１をみたときのテーパ部７６の径方向の厚さＴ１が、大径部７４を通り軸線方向に直交するグロープラグ１の断面ＣＳ２をみたときの大径部７４の径方向の厚さＴ２の、４０％以上となっている。なお、図３では、大径部７４における軸線方向の任意の一位置の断面を符号ＣＳ２で概念的に示し、この断面での大径部７４の厚さを符号Ｔ２で概念的に示しているが、大径部７４は、軸線方向のいずれの位置でも外周面の径がほぼ同一となっている。
【００４０】
Ａ２．効果
グロープラグ１では、セラミックヒータ４０と嵌合する外筒７０において、肉厚が相対的に大きい大径部７４のほうが小径部７２よりもセラミックヒータ４０に対する面圧が確保されやすく、図３のように、この大径部７４の内周面に接触するように電極部１２４の接触面１２４Ａを配置しているため、接触面１２４Ａの接触圧がより大きく確保されやすくなる。ゆえに、電極部１２４と外筒７０の電気的接続が良好に維持されやすい。
【００４１】
更に、外筒７０における対向位置（主体金具２０の前端部と対向する位置であり、後端面７９の位置）から接触面１２４Ａまでの軸線方向の最短距離が２ｍｍ以上となっているため、主体金具２０及び外筒７０に対して軸線方向に過剰な圧縮力が加わってしまい外筒７０内において対向位置付近で変形が生じたとしても、その変形の影響は、接触面１２４Ａ付近には及びにくくなる。
【００４２】
例えば、図１等で示すグロープラグ１を図４のように内燃機関ＥＮの取付孔ＥＨに取り付ける場合、雄ネジ部２２を取付孔ＥＨの雌ネジ部ＴＨに螺合させ、工具係合部２８に工具を係合させて回転させることで、グロープラグ１を雌ネジ部ＴＨに係合させつつ取付孔ＥＨ内に挿入することができ、挿入が進展すると、テーパ部７６の外面７６Ａを取付孔ＥＨの段差部ＴＳに当てて固定することができる。しかし、テーパ部７６が段差部ＴＳに当接した後にグロープラグ１を過剰に締め付けてしまうと、雄ネジ部２２とテーパ部７６との間で軸線方向の圧縮力が生じ、相対的に硬度が低い外筒７０のほうが先に座屈しやすくなる。このような座屈の影響は対向位置（後端面７９の位置）付近に集中しやすいため、対向位置から接触面１２４Ａまでの軸線方向の最短距離が２ｍｍ以上となるように離しておけば、上述した軸線方向の圧縮力が加わっても、座屈の影響が接触面１２４Ａ付近まで及びにくくなり、外筒７０の内周面と接触面１２４Ａとの間で接触不良が生じにくくなる。よって、電極部１２４と外筒７０の電気的接続がより確実に維持されやすくなる。なお、図４において、符号Ｈ１は、取付孔ＥＨのうち、主体金具２０の一部及び大径部などが収容される孔であり、符号Ｈ２は、小径部７２が収容される孔である。符号ＥＲは、燃焼室の内壁面である。
【００４３】
また、グロープラグ１の外筒７０は、軸線方向において大径部７４と小径部７２との間に、外周面の径が大径部７４よりも小さく且つ前方側となるにつれて次第に外周面の径が小さくなるテーパ部７６を備えており、接触面１２４Ａの前端側の一部が、軸線方向においてテーパ部７６が形成された領域内に位置するように構成されている。このように、電極部１２４の接触面１２４Ａを、軸線方向において大径部７４とテーパ部７６とに跨る位置まで対向位置（後端面７９の位置）から遠ざければ、軸線方向の過剰な圧縮力に起因する変形が対向位置付近で生じても、その変形が接触面１２４Ａに与える影響は一層小さくなる。また、接触面１２４Ａの全部がテーパ部７６の領域に配置されるのではなく、一部は大径部７４の領域に配置されるため、接触面１２４Ａの全部がテーパ部７６の領域に配置される構成と比較すると接触面１２４Ａの接触圧は確保されやすい。
【００４４】
図３のように、グロープラグ１は、接触面１２４Ａの前端Ｐ１を通り軸線方向に直交するグロープラグ１の断面ＣＳ１をみたときのテーパ部７６の径方向の厚さＴ１が、大径部７４を通り軸線方向に直交するグロープラグ１の断面ＣＳ２をみたときの大径部７４の径方向の厚さＴ２の４０％以上となっている。このようにすれば、電極部１２４の接触面１２４Ａをテーパ部７６の位置まで遠ざけて対向位置（後端面７９の位置）との距離を確保しつつ、接触面１２４Ａの位置において外筒７０の肉厚を一定程度確保することができる。これにより、肉厚が小さいことに起因する接触圧（外筒７０の内周面に接触する接触面１２４Ａの面圧）の低下を抑えることができる。また、接触圧が低下すると、外筒７０の内周面と接触面１２４Ａとの間に空気が入り込む微小な隙間が生じやすくなり、接触領域付近が酸化しやすくなるという問題があるが、上述した構成とすれば、接触圧の低下に起因する酸化の進展を抑えることができ、酸化に起因する抵抗値の上昇を抑制することができる。
【００４５】
Ａ３．評価試験
次に、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。
まず、締付試験について説明する。締付試験を実施するにあたり、第１実施形態のグロープラグ１と同様の構成をなすサンプルを用意し、このグロープラグ１のサンプルを取り付ける取付孔を図４の取付孔ＥＨのような構成で準備した。そして、この取付孔ＥＨにグロープラグ１のサンプルを装着し、ネジ試験機を用いて、グロープラグ１のサンプルを所定トルクで締め付けた。締付トルクは、外筒７０において後端面７９付近で座屈が生じるトルクまで上昇させた。
【００４６】
このような締付試験を行った後、試験後のグロープラグ１において対向位置（後端面７９の位置）よりも前方側において、対向位置からの距離ごとに外筒７０の外径を計測した。この計測結果を図５で示す。図５において、横軸は、軸線方向における対向位置からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸は、対向位置からの各距離における変化度合いとしている。「各距離における変化度合い」とは、対向位置からの各距離における「試験前の外径に対する試験後の外径の割合」のことであり、外形に変化がなければ０となり、外形の増大量が大きいほど値が大きくなる。また、横軸において「０」は対向位置（後端面７９の位置）を示し、対向位置よりも前方側の距離を正とし、対向位置よりも後方側の距離を負とする。なお、締付試験で用いたグロープラグ１のサンプルでは、対向位置（後端面７９の位置）の前方側及び後方側の所定範囲に溶接部１４０が存在しており、図５では、溶接部が存在する領域の計測結果は省略している。図５で示す試験結果により、対向位置からの軸線方向の距離が２ｍｍ以上であれば、過剰な締め付けがなされても座屈が生じにくくなることが確認された。ゆえに、２ｍｍ以上となる領域に接触面１２４Ａを配置すれば、過剰な締め付けがなされても接触面１２４Ａの接触圧への影響が抑えられると考えられる。
【００４７】
次に、耐久試験について説明する。耐久試験では、第１実施形態のグロープラグ１と同様の構成をなすサンプルをサンプル１〜５（試料番号１〜５）として複数用意した。但し、サンプル１〜５は、軸線方向における接触面１２４Ａの領域での外筒７０の厚さ（肉厚）を種々に変更している。なお、いずれのサンプルも、軸線方向において接触面１２４Ａの領域全体で外筒７０の厚さを一定としている。表１では、サンプル１〜５をそれぞれ試料番号１〜５とし、各サンプルの「肉厚比」を示している。各サンプルの「肉厚比」とは、サンプル５における接触面１２４Ａの領域での外筒７０の厚さ（肉厚）を基準（１００％）とし、この基準に対する各サンプルの対応部分の厚さ（接触面１２４Ａの領域での外筒７０の厚さ（肉厚））の割合を示すものである。
【００４８】
そして、作製した各サンプル１〜５に対して耐久試験を実施した。耐久試験では、サンプルとなるグロープラグを通電してグロープラグの外筒の表面が３００℃になるまで昇温させ、その後、通電を停止して常温となるまで冷却することを１サイクルとした。そして、このサイクルを繰り返し、５００００サイクル実施した。そして、各サンプルについて５００００サイクル実施後に評価を行い、５００００サイクル実施後に試験前よりも抵抗値が１０％以上上昇したサンプルを「×」とし、試験前からの抵抗値の変化が１０％未満であったサンプルを「○」とした。表１にはこの評価結果を示す。
【００４９】
【表１】
2019015409.tif 000003
【００５０】
表１の結果により、肉厚比が４０％未満に低下すると、抵抗値が大きく上昇することが確認された。これを踏まえると、図３のような構成の場合、大径部７４の位置での厚さＴ２（肉厚）を基準としたとき、断面ＣＳ１での最小厚さＴ１（肉厚）は、Ｔ２の４０％以上に確保されていることが望ましいといえる。
【００５１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５２】
第１実施形態の説明では、発熱部と、リード部として機能する一対の導電部とを同一の１種類の材料によって一体的に構成した抵抗体（発熱抵抗体）を例示した。しかし、この例に限定されず、発熱部と一対の導電部とを、電気抵抗率の異なる別々の導電性セラミック材料によってそれぞれ構成してもよい。このように、発熱部と一対の導電部とが異なる材料によって形成されている場合、抵抗体の先端側の材料の部分、即ち、基端側と異なる材料の部分を「発熱部」とし、抵抗体の基端側の材料の部分を「導電部」とすることができる。
【００５３】
第１実施形態では、大径部の後端面（主体金具の前端部に対向する面）が軸線方向と直交する方向である例を示したが、後端面は、軸線方向に対して多少傾いていてもよく、多少湾曲していてもよい。いずれの場合でも、外筒において主体金具の前端部に対向する面のうちの前端を「対向位置」とすることができ、この「対向位置」から接触面までの軸線方向の最短距離を２ｍｍ以上とすればよい。
【００５４】
第１実施形態では、電極部の接触面が軸線方向において大径部の領域とテーパ部の領域とに跨って配置されていたが、大径部の領域のみに配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…グロープラグ
２０…主体金具
４０…セラミックヒータ
７０…金属外筒（外筒）
７２…小径部
７４…大径部
７６…テーパ部
１１０…基体
１２０…発熱抵抗体（抵抗体）
１２１…発熱部
１２４…第１電極部（電極部）
１２４Ａ…接触面
ＣＬ…中心軸（軸線）
【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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