(57)【要約】【課題】グロープラグの金属チューブ内の水分による弊害を解消する。【解決手段】先端部が閉塞された金属チューブ８１０と、金属チューブ８１０内に収納されつつ、先端部が金属チューブ８１０の先端部に接合された発熱コイル８２０と、金属チューブ８１０内の発熱コイル８２０の周りに充填された絶縁粉末８７０と、を備えるグロープラグである。絶縁粉末８７０はマグネシア（ＭｇＯ）及び／又はカルシア（ＣａＯ）を主成分とした粉末である。絶縁粉末８７０を構成する絶縁粉末は、グロープラグ１０から絶縁粉末８７０を取り出し、大気中１０００℃で５時間加熱した際に、加熱前後の重量変化率が０．７％以下である。【選択図】図２
2019020050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が閉塞された金属チューブと、
前記金属チューブ内に収納されつつ、先端部が前記金属チューブの先端部に接合された発熱コイルと、
前記金属チューブ内の前記発熱コイルの周りに充填された絶縁粉末と、を備えるグロープラグであって、
前記絶縁粉末はマグネシア（ＭｇＯ）及び／又はカルシア（ＣａＯ）を主成分とした粉末であり、
前記絶縁粉末は、前記グロープラグから前記絶縁粉末を取り出し、大気中１０００℃で５時間加熱した際に、加熱前後の重量変化率が０．７％以下であることを特徴とするグロープラグ。
【請求項２】
前記金属チューブの先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
【請求項３】
前記金属チューブは、ニッケル（Ｎｉ）が主成分とされ、イットリウム（Ｙ）の含有率が０．０５質量％以上３質量％以下であり、且つ、アルミニウム（Ａｌ）の含有率が０．５質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグロープラグ。
【請求項４】
前記発熱コイルの主成分がタングステン（Ｗ）であり、前記重量変化率が０．１％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの予熱などに使用するグロープラグとしては、一般に、以下のものが知られている。すなわち、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金により形成され、先端が閉じた筒状をなすチューブ内に、ＦｅやＮｉを主成分として、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）等を含有してなる合金の発熱抵抗体を配置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等参照）。
【０００３】
また、近年では、エミッションの更なる低減等を図るべく、燃焼室内の更なる高温化の要請がある。この要請に応えるべく、グロープラグをより高温で発熱させることが考えられる。
そこで、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）により発熱抵抗体を用いたグロープラグが開発されており、従来の、ＦｅやＮｉを主成分として、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）等を含有した合金の発熱抵抗体のグロープラグよりも高温化が図られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００４】
特許文献１や特許文献２のようなグロープラグでは、チューブと発熱抵抗体との電気的絶縁を確保するため、チューブ内に電気絶縁性を有する絶縁粉末が充填されている。この絶縁粉末としては、電気絶縁性を有するだけでなく、熱伝導性に優れる絶縁粉末、例えば、マグネシア粉末（ＭｇＯ）や、カルシア粉末（ＣａＯ）を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１４２４５８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／１６２０７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば、絶縁粉末の原料粉末に水分が吸湿していたり、グロープラグの製造中に絶縁粉末に水分が吸湿したりする結果、チューブ内に水分が存在する虞ある。チューブ内に水分が存在すると、グロープラグの通電発熱時に水分が揮発することがある。そして、水分量が多量であると、チューブの内圧が上がり、チューブが変形する、すなわち、チューブが膨れる場合がある。なお、チューブ外径が細くなる程、内圧が上昇しやすくなるため、変形が生じやすい傾向にある。
特に、上述したマグネシア粉末（ＭｇＯ）や、カルシア粉末（ＣａＯ）は、水分を吸湿しやすいため、これらを絶縁粉末に適用する場合はチューブの膨れが起こりやすい。
さらに、発熱抵抗体の種類によっては、耐酸化性が低いため、水分によって酸化されて断線するおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、絶縁粉末としてマグネシア粉末（ＭｇＯ）や、カルシア粉末（ＣａＯ）を用いた場合に、チューブ内の水分によるチューブの膨れを抑制することを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）先端部が閉塞された金属チューブと、
前記金属チューブ内に収納されつつ、先端部が前記金属チューブの先端部に接合された発熱コイルと、
前記金属チューブ内の前記発熱コイルの周りに充填された絶縁粉末と、を備えるグロープラグであって、
前記絶縁粉末はマグネシア（ＭｇＯ）及び／又はカルシア（ＣａＯ）を主成分とした粉末であり、
前記絶縁粉末は、前記グロープラグから前記絶縁粉末を取り出し、大気中１０００℃で５時間加熱した際に、加熱前後の重量変化率が０．７％以下であることを特徴とするグロープラグ。
【０００８】
この構成のグロープラグでは、絶縁粉末の加熱前後の重量変化率が０．７％以下である。よって、水分を吸湿しやすい、マグネシア粉末（ＭｇＯ）や、カルシア粉末（ＣａＯ）の絶縁粉末を用いたグロープラグであっても、グロープラグに通電して発熱コイルを発熱させた際に、絶縁粉末中の水分が揮発する揮発量を抑制でき、金属チューブが膨らむことを抑制できる。
【０００９】
（２）前記金属チューブの先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍ以下であることを特徴とする（１）に記載のグロープラグ。
【００１０】
一般的に、外径がφ３．４ｍｍ以下の金属チューブは、公知の金属チューブの外径よりも細くなり、チューブの肉厚も薄くなるため、このような細い金属チューブを用いると、絶縁粉末中の水分が揮発した際に金属チューブがより膨らみやすい。これに対し、本発明では、グロープラグに通電して発熱コイルを発熱させた際に、絶縁粉末中の水分が揮発する揮発量が抑制されているから、外径がφ３．４ｍｍ以下の金属チューブを用いても、金属チューブの膨らみが効果的に抑制できる。なお、「金属チューブの先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍ以下」とは、金属チューブの先端から後端側に向かって４ｍｍまでの部位におけるチューブの外径がいずれもφ３．４ｍｍ以下である」ことを指す。
【００１１】
（３）前記金属チューブは、ニッケル（Ｎｉ）が主成分とされ、イットリウム（Ｙ）の含有率が０．０５質量％以上３質量％以下であり、且つ、アルミニウム（Ａｌ）の含有率が０．５質量％以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のグロープラグ。
【００１２】
上述のチューブ材料を用いることで、チューブの耐酸化性が向上する。
一方、アルミ含有量が低い金属チューブを用いると、金属チューブの内壁の酸化が起こりにくく、金属チューブによる絶縁粉末中から揮発した水分の吸湿効果（ゲッター効果）が小さくなる。よって、このようなアルミ含有量が低い金属チューブは、絶縁粉末中から揮発した水分によって膨らみやすい。これに対し、本発明では、グロープラグに通電して発熱コイルを発熱させた際に、絶縁粉末中の水分が揮発する揮発量が抑制されているから、アルミ含有量が低い金属チューブを用いても、金属チューブの膨らみが効果的に抑制できる。
【００１３】
（４）前記発熱コイルの主成分がタングステン（Ｗ）であり、前記重量変化率が０．１％以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のグロープラグ。
【００１４】
タングステン（Ｗ）を主成分とした発熱コイルは耐酸化性が低く、絶縁粉末から水分が揮発した際に、発熱コイルが酸化されて断線する虞がある。これに対し、本発明では、タングステン（Ｗ）を主成分とした発熱コイルを使用する場合に、重量変化率を０．１％以下とすることで、グロープラグの通電時の発熱コイルの酸化をも抑制することが可能になり、発熱コイルの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】グロープラグを示す図である。
【図２】シースヒータの詳細な構成を示す断面図である。
【図３】グロープラグの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】ステップＳ２０における溶接工程を示す説明図である。
【図５】他の実施形態のステップＳ２０における溶接工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．グロープラグ
図１は、グロープラグ１０を示す図である。グロープラグ１０は、熱を発生させるシースヒータ（発熱装置）８００を備え、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関（図示せず）の始動時における点火を補助する熱源として機能する。グロープラグ１０は、シースヒータ８００の他、中軸２００と、主体金具５００とを主に備える。これらグロープラグ１０を構成する部材は、グロープラグ１０の軸線方向ＯＤに沿って組み付けられている。図１では、軸線Ｏから紙面右側に外観構成を図示し、軸線Ｏから紙面左側に断面構成を図示した。なお、本明細書では、グロープラグ１０におけるシースヒータ８００側を「先端側」と呼び、係合部材１００側を「後端側」と呼ぶ。
【００１７】
主体金具５００は、炭素鋼を筒状に成形した部材である。主体金具５００は、先端側の端部においてシースヒータ８００を保持する。また、主体金具５００は、後端側の端部において絶縁部材４１０及びＯリング４６０を介して中軸２００を保持する。絶縁部材４１０の軸線Ｏに沿った位置は、絶縁部材４１０の後端に接するリング３００が中軸２００に加締められることで固定される。さらに、主体金具５００の軸孔５１０内には、絶縁部材４１０からシースヒータ８００に至る中軸２００の部位が配置される。軸孔５１０は、軸線Ｏに沿って形成された貫通孔であり、中軸２００よりも大きな径を有する。軸孔５１０に中軸２００が位置決めされた状態で、軸孔５１０と中軸２００との間には、両者を電気的に絶縁する空隙が形成される。また、軸孔５１０の先端側には、シースヒータ８００が圧入されて接合されている。さらに、主体金具５００は、工具係合部５２０と、雄ネジ部５４０とを備える。主体金具５００の工具係合部５２０は、グロープラグ１０の取り付け及び取り外しに用いられる工具（図示せず）に係合する。雄ネジ部５４０は、内燃機関（図示せず）に形成された雌ネジに嵌り合う。
【００１８】
中軸２００は、導電材料で円柱状（棒状）に成形された部材である。中軸２００は、主体金具５００の軸孔５１０に挿入された状態で軸線Ｏに沿って組み付けられる。中軸２００は、先端側に形成された先端部２１０と、後端側に設けられた雄ネジ部２９０とを備える。先端部２１０は、シースヒータ８００の内部に挿入される。雄ネジ部２９０は、主体金具５００から後端側に突出している。雄ネジ部２９０には、係合部材１００が嵌り合う。
【００１９】
図２は、シースヒータ８００の詳細な構成を示す断面図である。シースヒータ８００は、シースヒータ８００の内部に中軸２００の先端部２１０が挿入された状態で、主体金具５００の軸孔５１０内に圧入され接合されている。シースヒータ８００は、金属チューブ８１０と、発熱コイル８２０と、後端コイル８３０と、絶縁粉末８７０とを備える。発熱コイル８２０のことを「先端コイル」とも呼ぶ。
【００２０】
金属チューブ８１０は、軸線方向ＯＤに延び、先端が閉じられた筒状部材である。金属チューブ８１０は、発熱コイル８２０と、後端コイル８３０と、絶縁粉末８７０と、を内包する。金属チューブ８１０は、軸線方向ＯＤに延びる側面部８１４と、側面部８１４の先端側に接続し、外側に向けて丸く形成された先端部８１３と、先端部８１３とは反対側に開口した端部である後端部８１９とを備える。この後端部８１９から金属チューブ８１０の内部に中軸２００の先端部２１０が挿入されている。金属チューブ８１０は、パッキン６００及び絶縁粉末８７０によって中軸２００と電気的に絶縁される。一方、金属チューブ８１０は、主体金具５００と接触して電気的に接続されている。
金属チューブ８１０の外径は特に限定されない。但し、金属チューブ８１０の先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍ以下であると、本発明を適用することで、金属チューブ８１０の膨らみを効果的に抑制できる。一般的に、外径が細い金属チューブ８１０を用いると、絶縁粉末８７０中の水分が揮発した際に金属チューブ８１０がより膨らみやすい。これに対し、本実施形態では、グロープラグ１０に通電して発熱コイル８２０を発熱した際に、絶縁粉末８７０中の水分が揮発する揮発量が抑制されているから、外径が細い金属チューブ８１０を用いても、金属チューブ８１０の膨らみが効果的に抑制できる。
【００２１】
金属チューブ８１０の材料は、金属であれば特に限定されない。金属チューブ８１０の材料は、好ましくは、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする、すなわち、５０質量％以上のニッケル（Ｎｉ）を含む、いわゆるＮｉベースの合金である。さらに好ましくは、Ｎｉベースの合金におけるイットリウム（Ｙ）の含有率が０．０５質量％以上３質量％以下であり、且つ、アルミニウム（Ａｌ）の含有率が０．５質量％以下である。特に好ましくは、Ｎｉベースの合金におけるイットリウム（Ｙ）の含有率が０．０５質量％以上１質量％以下であり、且つ、アルミニウム（Ａｌ）の含有率が０．３質量％以下である。
上述のチューブ材料を用いることで、チューブの耐酸化性が向上する。
一方、アルミ含有量が低い金属チューブ８１０を用いると、金属チューブ８１０の内壁の酸化が起こりにくく、金属チューブ８１０による絶縁粉末８７０中から揮発した水分の吸湿効果（ゲッター効果）が小さくなる。従って、このようなアルミ含有量が低い金属チューブ８１０は、絶縁粉末８７０から揮発した水分により膨らみやすい。これに対し、本実施形態では、グロープラグ８１０に通電して発熱コイル８２０を発熱させた際に、絶縁粉末中の水分が揮発する揮発量が抑制されているから、アルミ含有量が低い金属チューブ８１０を用いても、金属チューブ８１０の膨らみが効果的に抑制できる。
なお、この合金は、添加物として、クロム（Ｃｒ）を含有率が１５質量％以上３０質量％以下、及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有率が０．０５質量％以上３質量％以下で含有していてもよい。
【００２２】
絶縁粉末８７０は、電気絶縁性を有する。絶縁粉末８７０はマグネシア（ＭｇＯ）及び／又はカルシア（ＣａＯ）を主成分とした粉末である。なお、本明細書において「主成分」は、質量含有比率が５０質量％以上である成分をいう。絶縁粉末８７０に、マグネシア（ＭｇＯ）、又はカルシア（ＣａＯ）のいずれか一方のみを含む場合には、その成分の質量含有比率が５０質量％以上であることをいう。絶縁粉末８７０に、マグネシア（ＭｇＯ）及びカルシア（ＣａＯ）を両方含む場合には、それらの合計の質量含有比率が５０質量％以上であることをいう。
絶縁粉末８７０は、金属チューブ８１０が中軸２００、発熱コイル８２０、及び後端コイル８３０を内包することによって、金属チューブ８１０内に形成された隙間に充填（配置）され、その隙間を電気的に絶縁する。
【００２３】
発熱コイル８２０は、金属チューブ８１０の内側に軸線方向ＯＤに沿って配置され、通電によって発熱する。発熱コイル８２０は、先端側のコイル端部である先端部８２２と、後端側のコイル端部である後端部８２９とを備える。先端部８２２は、金属チューブ８１０の先端部８１３内に位置しており、金属チューブ８１０と電気的に接続される。後端部８２９は、発熱コイル８２０と後端コイル８３０とが溶接されることによって形成された接続部８４０を介して、後端コイル８３０と電気的に接続される。発熱コイル８２０の主成分は、タングステン（Ｗ）である。発熱コイル８２０におけるタングステン（Ｗ）の含有率は、９９質量％以上であることがより好ましい。
タングステン（Ｗ）を主成分とした発熱コイル８２０は耐酸化性が低く、絶縁粉末８７０から水分が揮発した際に、発熱コイル８２０が酸化されて断線する虞がある。これに対し、本実施形態では、重量変化率が０．１％以下とすることで、グロープラグ１０の通電時の発熱コイル８２０の酸化をも抑制することが可能になり、発熱コイル８２０の耐久性が向上する。
発熱コイル８２０の線径は特に限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、より好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、特に好ましくは０．１８ｍｍ〜０．２５ｍｍである。発熱コイル８２０を０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍとすることで、比抵抗が小さくなり、十分な発熱量を確保できる。
【００２４】
後端コイル８３０は、先端側のコイル端部である先端部８３１と、後端側のコイル端部である後端部８３９とを備える。先端部８３１は、発熱コイル８２０の後端部８２９に溶接されることにより発熱コイル８２０と電気的に接続される。後端部８３９は、中軸２００の先端部２１０に接合されることにより中軸２００と電気的に接続される。後端コイル８３０は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）−クロム（Ｃｒ）合金や、鉄（Ｆｅ）−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）合金により形成されている。
【００２５】
なお、急速昇温性を確保する観点から、グロープラグ１０の２０℃における抵抗値Ｒ２０は、０．６（Ω）以下であることが好ましい。グロープラグ１０の２０℃における抵抗値Ｒ２０とは、本実施形態では、発熱コイル８２０の２０℃における抵抗値と、後端コイル８３０の２０℃における抵抗値との合計値である。本実施形態では、グロープラグ１０の２０℃における抵抗値Ｒ２０は、０．４（Ω）である。また、本実施形態では、発熱コイル８２０の２０℃での抵抗値Ｒ１２０に対する１０００℃での抵抗値Ｒ１１０００の比である抵抗比Ｒ１と、後端コイル８３０の２０℃での抵抗値Ｒ２２０に対する１０００℃での抵抗値Ｒ２１０００の比である抵抗比Ｒ２とは、Ｒ１＞Ｒ２の関係にある。
【００２６】
本実施形態では、絶縁粉末８７０は、グロープラグ１０から絶縁粉末８７０を取り出し、大気中１０００℃で５時間加熱した際に、加熱前後の重量変化率が０．７％以下である。加熱前後の重量変化率は、好ましくは０．５％以下である。加熱前後の重量変化率がこの範囲内であると、水分を吸湿しやすい、マグネシア粉末（ＭｇＯ）や、カルシア粉末（ＣａＯ）の絶縁粉末８７０を用いたグロープラグ８１０であっても、グロープラグ１０に通電して発熱コイル８２０を発熱させた際に、絶縁粉末８７０中の水分が揮発する揮発量を抑制でき、金属チューブ８１０が膨らむことを抑制できる。
【００２７】
２．グロープラグ１０の製造方法
図３は、グロープラグ１０の製造方法を示すフローチャートである。グロープラグ１０の製造では、まず、発熱コイル８２０と中軸２００と、が溶接される（ステップＳ１０）。具体的には発熱コイル８２０と後端コイル８３０とが溶接され、さらに、後端コイル８３０の後端部８３９と、中軸２００の先端部２１０と、が溶接される。次に、発熱コイル８２０の先端部８２２と、金属チューブ８１０の先端部８１３と、が溶接される（ステップＳ２０）。ステップＳ２０を「溶接工程」とも呼ぶ。
【００２８】
図４は、ステップＳ２０における溶接工程を示す説明図である。この工程では、まず、開口８１５を有する先端部８１３Ｐを備え、この開口８１５に向かって次第に縮径する形状に成形された金属チューブ８１０Ｐを用意する。用意された金属チューブ８１０Ｐの先端部８１３Ｐの内側に、発熱コイル８２０の先端部８２２の例えば２巻き目８２２Ｐを当接するようにして配置する（図４（ａ））。次に、先端部８１３Ｐの外側から、例えばアーク溶接によって先端部８１３Ｐを溶融して凝固させることにより開口８１５を閉塞させつつ、発熱コイル８２０の先端部８２２と金属チューブ８１０の先端部８１３とを溶接する（図４（ｂ））。こうすることにより、発熱コイル８２０の先端部８２２が金属チューブ８１０の先端部８１３に取り囲まれて埋め込まれる。また、溶接工程において、発熱コイル８２０の融点より低く、金属チューブ８１０の融点より高い温度で発熱コイル８２０と金属チューブ８１０とが溶接されるように、溶接機器の出力や、溶接時間などを調整する。
なお、金属チューブ８１０の先端部８１３と発熱コイル８２０の先端部８２２との間に、金属チューブ８１０を構成する金属と発熱コイル８２０を構成する金属との合金が形成された場合、その合金からなる合金部の厚さは１０（μｍ）以下である。合金部は、発熱コイル８２０の先端部８２２と金属チューブ８１０の先端部８１３との境界付近を例えばＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｓｅｒ）などによって分析することにより検出して、厚さを算出することができる。なお、本実施形態のグロープラグ１０には、合金部は形成されていない。
【００２９】
ステップＳ２０における溶接工程が完了すると、次に、金属チューブ８１０の内に絶縁粉末８７０が充填される（ステップＳ３０）。絶縁粉末８７０が、発熱コイル８２０と、後端コイル８３０と、中軸２００とを内包することによって金属チューブ８１０内に形成された空隙に充填されて、シースヒータ８００の組み立てが完了する。
【００３０】
シースヒータ８００が組み立てられると、シースヒータ８００に対し、スウェージング加工が施される（ステップＳ４０）。スウェージング加工とは、シースヒータ８００に対して打撃力を加えてシースヒータ８００を縮径させ、金属チューブ８１０内に充填した絶縁粉末８７０を緻密化させる加工である。スウェージングに伴ってシースヒータ８００に打撃力が加えられると、打撃力がシースヒータ８００内部に伝えられることにより、絶縁粉末８７０が緻密化される。
【００３１】
シースヒータ８００にスウェージング加工が施されると、シースヒータ８００と主体金具５００とが組み付けられて、グロープラグ１０が組み立てられ（ステップＳ５０）、グロープラグ１０が完成する。具体的には、中軸２００が一体化されたシースヒータ８００を主体金具５００の軸孔５１０に圧入して固定すると共に、主体金具５００の後端部分において、Ｏリング４６０や絶縁部材４１０を中軸２００に嵌め込み、係合部材１００を主体金具５００の後端に設けられた中軸２００の雄ネジ部２９０に締め付ける。また、ステップＳ５０では、グロープラグ１０に対してエージング処理が施される。具体的には、組み立てられたグロープラグ１０に通電することによって、シースヒータ８００を発熱させて、シースヒータ８００の外表面に酸化膜を形成させる。
【実施例】
【００３２】
実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
＜＜実験Ａ＞＞
実験Ａにおいては、実験例１〜２は比較例であり、実験例３〜５は実施例である。
１．グロープラグの作製
絶縁粉末としてのマグネシア（ＭｇＯ）を１０００℃で５時間加熱した。この加熱により、絶縁粉末の水分量がほぼ０％になった。その後、絶縁粉末に水を噴霧して絶縁粉末の水分量を調整した。このように、絶縁粉末に水を噴霧して水分量を調整することで、表１に示すように、大気中１０００℃で５時間加熱した際の加熱前後の絶縁粉末の重量変化率を０．３％、０．５％、０．７％、１．０％、１．５％にそれぞれコントロールした。
重量変化率を調整した絶縁粉末を金属チューブ内に封入し、グロープラグを作製した。なお、金属チューブの材質は、Ｃｒが２３質量％であり、Ｆｅが１０質量％であり、Ｓｉが１質量％であり、Ａｌが０．５質量％であり、Ｙが０．１５質量％であり、残部がＮｉ及び不可避不純物である。
金属チューブは、先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．７ｍｍのものと、先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍのものの２種類を用意した。
評価用のグロープラグは、同一重量変化率（同一水分量）で、同一外径のものを、それぞれ１００本用意した。
なお、発熱コイルの材質は、Ｗ（タングステン）とした。
【００３３】
２．サイクル試験
グロープラグについて、加熱（駆動）、冷却（停止）を行うサイクル試験を実施した。
サイクル試験の条件の詳細は次の通りである。
金属チューブの先端から４ｍｍの位置に熱電対を取り付け、通電６０秒後の温度が１０００℃となるようにグロープラグに通電した。その後、グロープラグの通電を停止し、風をグロープラグにあてて１２０秒冷却した。このサイクルを１サイクル実施した。
その後、グロープラグの金属チューブの先端から６ｍｍ以内の最大径をマイクロメータで計測した。金属チューブのサイクル試験前の最大径を基準として、試験後の膨張率を計算した。膨張率は、以下の式で算出した。
膨張率（％）＝（試験後の最大径／試験前の最大径）×１００
膨張率が１０％以上であるグロープラグを不良（ＮＧ）と判定した。そして、同一重量変化率で、同一外径のグロープラグ１００本のうち、ＮＧの本数の割合を求めた。評価は以下のようにした。
×（不可）：ＮＧ発生率が１０％以上
○（良好）：ＮＧ発生率が５％以上１０％未満
◎（非常に良好）：ＮＧ発生率が５％未満
【００３４】
３．試験結果
表１に、試験結果を示す。
【００３５】
【表１】
2019020050.tif 000003
【００３６】
表１の結果から、重量変化率が０．７％以下の実験例３〜５では、ＮＧ発生率が低く抑えられていた。すなわち、絶縁粉末の重量変化率が０．７％以下である場合には、グロープラグに通電して発熱コイルを発熱させた際に、絶縁粉末中の水分が揮発する揮発量を抑制でき、金属チューブが膨らむことを抑制できることが確認された。
さらに、絶縁粉末の重量変化率が０．７％以下である場合に、先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍの金属チューブを用いると、金属チューブが膨らむことを効果的に抑制できた。
【００３７】
＜＜実験Ｂ＞＞
実験Ｂにおいては、実験例６〜２３は実施例である。
１．グロープラグの作製
絶縁粉末の重量変化率（水分量）を、実験Ａと同様の方法で０．０５％に調整した。
この重量変化率を調整した絶縁粉末を材質が異なる表２に記載の種々の材質の金属チューブ内に封入し、グロープラグを作製した。実験Ｂでは、実験Ａの金属チューブの材質からＡｌ、Ｙの含有量を変更した金属チューブを使用した。
評価用のグロープラグは、同一材質の金属チューブのものを、それぞれ１００本用意した。
金属チューブは、いずれも先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍである。
なお、発熱コイルの材質は、Ｗ（タングステン）とした。
【００３８】
２．通電耐久試験
グロープラグを加熱（駆動）、冷却（停止）を繰り返すサイクル試験を実施した。
サイクル試験の条件の詳細は次の通りである。
金属チューブの先端から４ｍｍの位置に熱電対を取り付け、１１００℃となるようにグロープラグに通電した。
その後、１１００℃で１２０秒維持するように、グロープラグに通電した。
さらにその後、グロープラグの通電を停止し、風をグロープラグにあてて１２０秒冷却した。
このサイクルを連続して繰り返し行い、発熱コイルが断線するサイクル数を得た。
判定は以下のようにした。
◎（非常に良好）：７０００サイクル以上で断線
○（良好）：５０００サイクル以上７０００サイクル未満で断線
△（可）：５０００サイクル未満で断線
【００３９】
３．試験結果
表２に、試験結果を示す。
【００４０】
【表２】
2019020050.tif 000004
【００４１】
表２の結果から、実験例７、８、９、１０、１３、１４、１５、１６は、○（良好）以上の評価となることが確認された。すなわち、金属チューブのイットリウム（Ｙ）の含有率が０．０５質量％以上３質量％以下であり、且つ、アルミニウム（Ａｌ）の含有率が０．５質量％以下である場合には、耐久性が高いことが確認された。
【００４２】
＜＜実験Ｃ＞＞
実験Ｃにおいては、実験例２４〜５１は実施例である。
１．グロープラグの作製
絶縁粉末の重量変化率（水分量）を、実験Ａと同様の方法で０．０５％、０．１％、０．１５％に調整した。
この重量変化率を調整した絶縁粉末を、実験例２４〜２７、実験例３３〜３６、実験例４２〜４５では、Ｗ（タングステン）で作製した発熱コイルを配置した金属チューブ（実験Ａと同材質）内に封入し、各実験例についてそれぞれ４本のグロープラグを作製した。
また、重量変化率を調整した絶縁粉末を、実験例２８〜３２、実験例３７〜４１、実験例４６〜５１では、Ｆｅ合金で作製した発熱コイルを配置した金属チューブ（実験Ａと同材質）内に封入し、各実験例について、５本又は６本のグロープラグを作製した。
金属チューブは、いずれも先端から４ｍｍ以内の外径がφ３．４ｍｍである。
【００４３】
２．通電耐久試験
グロープラグを加熱（駆動）、冷却（停止）を繰り返すサイクル試験を実施した。
サイクル試験の条件の詳細は次の通りである。
金属チューブの先端から４ｍｍの位置に熱電対を取り付け、１１００℃となるようにグロープラグに通電した。
その後、１１００℃で１２０秒維持するように、グロープラグに通電した。
さらにその後、グロープラグの通電を停止し、風をグロープラグにあてて１２０秒冷却した。
このサイクルを連続して繰り返し行い、発熱コイルが断線するサイクル数を得た。
判定は以下のようにした。
◎（非常に良好）：７０００サイクル以上で断線
○（良好）：５０００サイクル以上７０００サイクル未満で断線
△（可）：５０００サイクル未満で断線
【００４４】
３．試験結果
表３に、試験結果を示す。
【００４５】
【表３】
2019020050.tif 000005
【００４６】
表３の結果から、実験例２４、２５、２６、２７、３３、３４、３５、３６は、◎（非常に良好）の評価となることが確認された。すなわち、発熱コイルがタングステン（Ｗ）であり、重量変化率が０．１％以下である場合には、耐久性が非常に高いことが確認された。
なお、重量変化率０．０５％、０．１０％におけるＷの発熱コイルの断線原因は以下の通りであった。すなわち、金属チューブが酸化されたことにより、金属チューブにクラックが生じ、その結果、内部の発熱コイルが外気に晒されることで、発熱コイルにクラックが発生していた。
一方、重量変化率０．１５％におけるＷの発熱コイルの断線原因は以下の通りであった。すなわち、発熱コイル自体が酸化し、その結果、発熱コイルにクラックが発生していた。
【００４７】
＜他の実施形態（変形例）＞
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００４８】
（１）上記実施形態では、グロープラグ１０は、図４（ａ）に示すように、開口８１５を有する金属チューブ８１０Ｐを用いて製造されていたが、図５（ａ）に示すように製造に用いる金属チューブ８１０Ｒに開口を設けなくてもよい。図５では、上記実施形態のグロープラグと略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用及び効果の説明は省略する。
【符号の説明】
【００４９】
１０…グロープラグ
１００…係合部材
２００…中軸
２１０…先端部
２９０…雄ネジ部
３００…リング
４１０…絶縁部材
４６０…Ｏリング
５００…主体金具
５１０…軸孔
５２０…工具係合部
５４０…雄ネジ部
６００…パッキン
８００…シースヒータ
８１０…金属チューブ
８１３…先端部
８１４…側面部
８１５…開口
８１９…後端部
８２０…発熱コイル
８２２…先端部
８２９…後端部
８３０…後端コイル
８３１…先端部
８３９…後端部
８４０…接続部
８７０…絶縁粉末
【図１】
2019020050.tif 000006
【図２】
2019020050.tif 000007
【図３】
2019020050.tif 000008
【図４】
2019020050.tif 000009
【図５】
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