(57)【要約】【課題】  発熱コイルにおける電力消費を低減すると共に、溶断し難い発熱コイルを有するグロープラグを提供する。このようなグロープラグを備える内燃機関を提供する。【解決手段】  グロープラグ２は、筒状のシースチューブ２１、シースチューブ内に配置され、単一の材質の線材ＲＥからなる発熱コイル１１、及び、シースチューブ内に絶縁粉末２８を有するヒータ部材１０とを備える。発熱コイル１１は、巻き方向が全体にわたり同方向であり、ヒータ部材１０の先端から軸線方向後端側ＸＫに測った距離ＬがＬ＝４．０〜８．０ｍｍである位置まで形成され、第１ピッチＰ１のコイル先端部１２と、コイル先端部１２よりも軸線方向後端側に位置し、第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２のコイル後端部１３と、コイル先端部１２とコイル後端部１３との間に介在し、第１ピッチＰ１よりも大きく、第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３のピッチ遷移部１４とを含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、上記軸線方向先端側の先端部を閉塞した筒状のシースチューブ、
自身の巻線軸が上記軸線方向に延びる形態で、上記シースチューブ内に配置され、コイル先端が上記シースチューブの上記先端部に接続され、単一の材質の連続した線材からなる発熱コイル、及び、
上記シースチューブ内に充填され、上記シースチューブと上記発熱コイルとを絶縁する絶縁粉末、を有し、
スウェージング加工により細径化された
ヒータ部材と、
筒状で上記ヒータ部材の一部を先端から突出させて内部に保持するハウジングと、を備える
グロープラグであって、
上記発熱コイルは、
巻き方向が全体にわたり同方向であり、
上記ヒータ部材の先端から軸線方向後端側に測った距離ＬがＬ＝４．０〜８．０ｍｍである位置まで形成され、第１ピッチＰ１で２ターン以上巻かれたコイル先端部と、
上記コイル先端部よりも上記軸線方向後端側に位置し、上記第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２で２ターン以上巻かれたコイル後端部と、
上記コイル先端部と上記コイル後端部との間に介在し、上記第１ピッチＰ１よりも大きく、上記第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３（Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２）を有するピッチ遷移部と、を含む
グロープラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のグロープラグであって、
前記ピッチ遷移部は、
前記第３ピッチＰ３が、前記軸線方向先端側ほど減少し、かつ、
上記第３ピッチＰ３が、
前記コイル後端部との境界部分において、前記第２ピッチＰ２に漸近し、
前記コイル先端部との境界部分において、前記第１ピッチＰ１に漸近する
形態を有する
グロープラグ。
【請求項３】
燃焼室を有する内燃機関本体と、
上記燃焼室に前記ヒータ部材を２．０〜４．０ｍｍ突出させた形態で、上記内燃機関本体に取り付けられた、請求項１または請求項２に記載のグロープラグと、を備える
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シースチューブ内に配置された、単一の材質からなる発熱コイルを有するヒータ部材を用いたグロープラグ、及び、このグロープラグを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの補助熱源として利用されるグロープラグとして、例えば、耐熱性の金属からなるシースチューブ内に、発熱部材としてコイルを収容したヒータ部材を備えるグロープラグが知られている。
このようなグロープラグとして、例えば特許文献１には、シースチューブ内のうちシースチューブの先端側に位置する発熱コイル、及び、この発熱コイルの後端に接続され、発熱コイルとは異なる材質からなる制御コイルで構成した、２材のコイルを用いたグロープラグが開示されている。このグロープラグは、全体に巻線ピッチ（ピッチ）が等しい発熱コイルを用いている（図２参照）。
一方、特許文献２の図１には、シースチューブ内に、先端側の部位と、この先端側の部位よりも後端側に位置し、この部位よりも大きいピッチに巻かれた部位と、これらの部位の間を結び、導線がほぼ直線形状とされた部位とを有する発熱コイルを収容したグロープラグが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２０８２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関においてグロープラグは、ヒータ部材の先端部分のみが燃焼室内に３．０ｍｍ程度（２．０〜４．０ｍｍ）突出した状態で用いられるのが一般的である。ところで、シースチューブ内の発熱コイルのうち、ヒータ部材の外表面の先端から測って軸線方向の後端側に４．０〜８．０ｍｍの位置までの部位が、ヒータ部材の突出部分（ヒータ先端部分）の昇温に実質的に寄与する一方、発熱コイルのうち、この部位よりも後端側の部位は、ヒータ先端部分の昇温に寄与しないことが判ってきた。しかるに、ピッチが等しい発熱コイルは、抵抗分布（軸線方向に見た、単位長さ当たりの抵抗値の分布）が一様なため、通電するといずれの部位も一様に発熱（電力消費）する。このため、特許文献１に記載のグロープラグでは、発熱コイルの突出部分（ヒータ先端部分）の昇温に寄与しない後端側の部位もまた、先端側の部位と同じように電力を消費してしまうこととなり、好ましくない。
【０００５】
また、シースチューブと発熱コイルとを絶縁するべくシースチューブ内に充填した絶縁粉末の充填密度を高めるため、内部に発熱コイルと絶縁粉末とを収容（封入）したシースチューブにスウェージング加工を行って、シースチューブを細径化することがある。発熱コイル及び絶縁粉末を収容したシースチューブについて、このスウェージング加工を行った場合、シースチューブ内の発熱コイルは、ピッチが大きい部位ほど軸線方向により大きく伸ばされる。このため、スウェージング加工後の発熱コイルは、ピッチの大きい部位の線径が、ピッチの小さい部位の線径よりも相対的に小さく（細く）される。特に、発熱コイル内に、導線が軸線方向に直線状に延びる部位を設けた場合には、この部位が最も大きく引き伸ばされて、線径が最も小さくなる。
従って、例えば特許文献２に記載の発熱コイルのような、コイルの先端部分と後端部分との間に、軸線方向に直線状に延びた部位を有する形態の発熱コイルを、絶縁粉末と共に内部に収容したシースチューブについて、スウェージング加工を行うとする。すると、上述の直線状に延びた部位の線径が極端に小さくなり、スウェージング加工時に断線することがあるほか、通電時にこの部位において溶断し易い。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、発熱コイルにおける電力消費を低減すると共に、溶断し難い発熱コイルを有するグロープラグを提供する。また、このようなグロープラグを備える内燃機関を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、軸線方向に延び、上記軸線方向先端側の先端部を閉塞した筒状のシースチューブ、自身の巻線軸が上記軸線方向に延びる形態で、上記シースチューブ内に配置され、コイル先端が上記シースチューブの上記先端部に接続され、単一の材質の連続した線材からなる発熱コイル、及び、上記シースチューブ内に充填され、上記シースチューブと上記発熱コイルとを絶縁する絶縁粉末、を有し、スウェージング加工により細径化されたヒータ部材と、筒状で上記ヒータ部材の一部を先端から突出させて内部に保持するハウジングと、を備えるグロープラグであって、上記発熱コイルは、巻き方向が全体にわたり同方向であり、上記ヒータ部材の先端から軸線方向後端側に測った距離ＬがＬ＝４．０〜８．０ｍｍである位置まで形成され、第１ピッチＰ１で２ターン以上巻かれたコイル先端部と、上記コイル先端部よりも上記軸線方向後端側に位置し、上記第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２で２ターン以上巻かれたコイル後端部と、上記コイル先端部と上記コイル後端部との間に介在し、上記第１ピッチＰ１よりも大きく、上記第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３（Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２）を有するピッチ遷移部と、を含むグロープラグである。
【０００８】
上述のグロープラグでは、発熱コイルは、第１ピッチＰ１のコイル先端部と、この第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２のコイル後端部と、これらの間に介在し、第１ピッチＰ１よりも大きく、第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３を有するピッチ遷移部とを含んでいる。このため、コイル先端部で集中的に発熱させ、ヒータ部材の先端部分を昇温させることができる。その一方で、ピッチ遷移部及びコイル後端部のピッチをコイル先端部よりも大きくすることで、ピッチ遷移部及びコイル後端部での発熱量を抑えることができ、発熱コイル全体として発熱による電力消費を低減することができる。
【０００９】
しかも、ピッチ遷移部は、第１ピッチＰ１よりも大きく第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３を有して巻かれている。このため、前述した特許文献２に記載の発熱コイルにおける、導線が直線状に延びた部位のように、スウェージング加工により、線径が極端に小さくなることが防止された発熱コイルとすることができる。従って、発熱コイルにおいて溶断し難いグロープラグとすることができる。
【００１０】
加えて上述のグロープラグでは、コイル先端部は、ヒータ部材の先端から軸線方向後端側に測った距離ＬがＬ＝４．０〜８．０ｍｍである位置まで形成されているため、コイル先端部、コイル後端部及びピッチ遷移部における消費電力を低減させつつ、ヒータ部材の先端部分を昇温できるグロープラグとすることができる。
【００１１】
なお、ヒータ部材としては、シースチューブ内にコイルとして発熱コイルのみを収容した形態、いわゆる一材タイプのヒータ部材のほか、シースチューブ内に、発熱コイルの後端側に制御コイルをも収容した形態、いわゆる二材タイプのヒータ部材も挙げられる。なお、一材タイプのヒータ部材において、発熱コイルをなす導線のうち、中軸に巻き付けられた部位は、巻回されているが発熱に寄与しないので発熱コイルには含めない。
また、ピッチとは、コイルをなす導線が１ターン当たりに進む軸線方向の距離をいう。従って、ピッチは、巻回数が１ターンに満たない部位も含め、発熱コイルの各所において与えることができる。
また、ピッチ遷移部は、複数ターン巻かれたものとすることもできるが、１ターン以下だけ巻かれていても良い。なお、ピッチ遷移部を１ターン未満とするのが好ましい。これは、発熱コイル全体のターン数を少なくして製造容易とし、また、ピッチ遷移部での発熱を抑えるためである。
【００１２】
さらに、上述のグロープラグであって、前記ピッチ遷移部は、前記第３ピッチＰ３が、前記軸線方向先端側ほど減少し、かつ、上記第３ピッチＰ３が、前記コイル後端部との境界部分において、前記第２ピッチＰ２に漸近し、前記コイル先端部との境界部分において、前記第１ピッチＰ１に漸近する形態を有するグロープラグとすると良い。
【００１３】
上述のグロープラグのピッチ遷移部では、第３ピッチＰ３が軸線方向先端側ほど減少している。しかも、第３ピッチＰ３は、コイル後端部との境界部分で、第２ピッチＰ２に漸近する。逆にコイル先端部との境界部分で、第１ピッチＰ１に漸近する。このように、ピッチ遷移部とコイル後端部との境界部分、及び、コイル先端部との境界部分において、導線のピッチが急に変化しない。このため、信頼性の高い発熱コイルを有するグロープラグとすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の他の一態様は、燃焼室を有する内燃機関本体と、上記燃焼室に前記ヒータ部材を２．０〜４．０ｍｍ突出させた形態で、上記内燃機関本体に取り付けられた、前述のグロープラグと、を備える内燃機関である。
【００１５】
上述の内燃機関では、燃焼室にヒータ部材を２．０〜４．０ｍｍ突出させた形態で、前述したグロープラグが内燃機関本体に取り付けられている。このため、コイル先端部で集中的に発熱させ、燃焼室に突出するヒータ部材の先端部分を適切に昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るディーゼルエンジンの部分拡大説明図である。
【図２】実施形態に係るグロープラグの説明図である。
【図３】実施形態に係るグロープラグの部分拡大説明図である。
【図４】実施形態のグロープラグの製造方法についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態）
まず、本実施形態にかかるディーゼルエンジン（内燃機関）１について、図面を参照して説明する。
このディーゼルエンジン１は、燃焼室４を有するエンジン本体３と、このエンジン本体３に取り付けられたグロープラグ２とを備える（図１参照）。このうち、エンジン本体３は、ピストン８などを収容するシリンダブロック３Ａと、これに取り付けられたシリンダヘッド３Ｂとを有する。
シリンダヘッド３Ｂには、貫通孔３Ｈが設けられ、この貫通孔３Ｈには、燃料噴射装置９が挿通され固定されている。また、このシリンダヘッド３Ｂには、取付孔３Ｊも穿孔され、この取付孔３Ｊには、グロープラグ２が挿通され固定されている。具体的には、図１に示すように、取付孔３Ｊ内に形成した雌ねじ部３Ｋに、グロープラグ２のねじ部３５（後述）を螺合させることで、取付孔３Ｊ内にグロープラグ２が保持されている。
なお、本実施形態のディーゼルエンジン１では、図１に示すように、ピストン８とシリンダヘッド３Ｂとの間に形成される燃焼室４内に、グロープラグ２のヒータ部材１０（後述）の突出長さＴＴをＴＴ＝３．０ｍｍとした形態で、グロープラグ２がシリンダヘッド３Ｂ（エンジン本体３）に取り付けられている。なお、ヒータ部材１０の燃焼室４内への突出長さＴＴとは、ヒータ部材１０のうち、エンジン本体３に設けられた取付孔３Ｊの燃焼室４側の開口縁３Ｅから、燃焼室４に突出している部位の長さを指し、具体的には、軸線ＡＸに沿う方向に、開口縁３Ｅからヒータ部材１０の先端１０ｓまで計測した長さのうち、最小の長さをいう（図１参照）。
【００１８】
次いで、グロープラグ２について、図２，３を参照しつつ説明する。図２は、グロープラグ２の全体を示す説明図であり、図３は、図２に示すグロープラグ２のヒータ部材１０（次述）のうち、中軸２６よりも図中、下側に位置する部位を拡大した部分拡大説明図である。なお、図２，３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、ヒータ部材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）を軸線方向後端側ＸＫ（以下、単に後端側ＸＫともいう）として説明する。
図２に示すように、グロープラグ２は、ヒータ部材１０と、このヒータ部材１０の一部を先端（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３に取付ける際、このエンジン本体３の取付孔３Ｊの雌ねじ部３Ｋに螺合されるねじ部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２参照）。
【００１９】
ヒータ部材１０は、軸線方向ＤＸに延び、先端側ＸＳのチューブ先端部２２を閉塞した有底筒状のシースチューブ２１と、このシースチューブ２１内に配置され、自身の先端１１ｓがシースチューブ２１のチューブ先端部２２（内側底面）に接続された発熱コイル１１と、この発熱コイル１１と共にシースチューブ２１内に配置され、発熱コイル１１の後端側ＸＫに位置する制御コイル１８とを有している（図２，３参照）。また、先端部２６ｓがシースチューブ２１内に位置し、発熱コイル１１及び制御コイル１８への通電経路をなす中軸２６と、シースチューブ２１内に充填され、シースチューブ２１と発熱コイル１１、制御コイル１８及び中軸２６との間を絶縁する絶縁粉末２８とを有している（図２参照）。
このヒータ部材１０は、発熱コイル１１と制御コイル１８とを直列に接続した二材タイプのヒータ部材である。このヒータ部材１０では、発熱コイル１１の後端側ＸＫに位置する部位（後述する接合部１６）と制御コイル１８の先端部１８ｓとを、発熱コイル１１の先端１１ｓとシースチューブ２１のチューブ先端部２２とを、及び、制御コイル１８の後端部１８ｋと中軸２６の先端部２６ｓとを、それぞれ溶接して電気的に接続している（図３参照）。
【００２０】
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２２と、このチューブ先端部２２よりも後端側ＸＫに位置し、後端側ＸＫに向けて開口するチューブ後端部２３とを有する（図２参照）。なお、本実施形態では、図２に示すように、このチューブ後端部２３の径方向ＤＲ（図２中、左右方向）内側を、中軸２６が挿通している。また、これらチューブ後端部２３と中軸２６との間に、環状のゴム部材２９が介在する。このゴム部材２９により、チューブ後端部２３と中軸２６とが離間すると共に、シースチューブ２１内を気密に封止できる（図２参照）。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。
また、シースチューブ２１は、製造時、内部に発熱コイル１１、制御コイル１８及び中軸２６と絶縁粉末２８とを収容（封入）した加工前シースチューブ２１Ｂ（後述）について、後述するスウェージング加工を行い、加工前シースチューブ２１Ｂよりも細径化したものである。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、加工前シースチューブ２１Ｂ内よりも高くされ、シースチューブ２１が発熱コイル１１、制御コイル１８、中軸２６及び絶縁粉末２８と一体となっている。
【００２１】
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、発熱コイル１１、制御コイル１８及び中軸２６との間隙を埋めた状態で、シースチューブ２１内に封入されている。このため、シースチューブ２１と発熱コイル１１、制御コイル１８及び中軸２６との間で電気的に絶縁されている。
【００２２】
中軸２６は、鉄などの金属からなり、軸線方向ＤＸに沿って延びる直棒状である（図２参照）。この中軸２６は、先端部２６ｓがシースチューブ２１内に位置し、制御コイル１８に接続している一方、後端部２６ｋがハウジング３０のハウジング後端３２から後端側ＸＫに突出している。なお、中軸２６の後端部２６ｋには、ゴムからなるＯリング４１、樹脂からなる絶縁ブッシュ４２、及び、導電性材料からなり後端部２６ｋを覆う端子部材４３が、後端側ＸＫに向けてこの順序で外嵌されている（図２参照）。このうち端子部材４３には、通電用ケーブルの端子（図示しない）が接続される。
【００２３】
制御コイル１８は、軸線方向ＤＸに見て、発熱コイル１１と中軸２６との間に設けられている。この制御コイル１８は、コバルト−ニッケル合金からなる発熱線が左巻き螺旋状に巻回されている。この制御コイル１８の巻線軸は、シースチューブ２１の軸線ＡＸと重なるため、制御コイル１８の巻線軸を「巻線軸ＡＸ」とする。なお、制御コイル１８の材質としては、発熱コイルの材質よりも電気比抵抗の温度係数が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。
この制御コイル１８は、自身の発熱及び発熱コイル１１からの受熱により昇温する。すると、自身の電気抵抗値が増大するので、自身及び発熱コイル１１を流れる電流（供給電力）を制限する。これにより、ヒータ部材１０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１８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１８の存在により、急速昇温性を高めつつ、発熱コイル１１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。
【００２４】
一方、発熱コイル１１は、単一の材質（本実施形態では、パイロマックス（商標名）：Ｆｅ−２６Ｃｒ−７．５Ａｌ）の連続した発熱線ＲＥが螺旋状に巻回している形態である。この発熱コイル１１の巻線軸もまた、上述した制御コイル１８と同様、シースチューブ２１の軸線ＡＸと重なるため、発熱コイル１１の巻線軸もまた「巻線軸ＡＸ」とする。なお、発熱コイル１１の材質としては、上記のもののほか、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金製の材質を用いることができる。
この発熱コイル１１は、図３に示すように、制御コイル１８とは逆に、全体にわたり右巻きに巻回されている。また、この発熱コイル１１は、軸線方向先端側ＸＳに位置するコイル先端部１２と、このコイル先端部１２よりも軸線方向後端側ＸＫに位置するコイル後端部１３と、これらコイル先端部１２とコイル後端部１３との間に介在するピッチ遷移部１４とを有している（図３参照）。さらに、コイル後端部１３よりも軸線方向後端側ＸＫに位置し、溶接部Ｗを介して制御コイル１８の先端部１８ｓと接合する接合部１６を有している（図３参照）。
【００２５】
このうちコイル先端部１２は、巻回数が約４．５ターンで、ピッチが第１ピッチＰ１（＝約０．９ｍｍ）である。また、コイル先端部１２は、ヒータ部材１０の先端１０ｓから後端側ＸＫに測って、距離ＬがＬ＝５．０ｍｍに後端１２ｋが位置している。即ち、コイル先端部１２は、ヒータ部材１０の先端１０ｓから後端側ＸＫに測った距離ＬがＬ＝５．０ｍｍである位置まで形成されている。なお本実施形態では、発熱コイル１１の先端１１ｓもコイル先端部１２に含むため、このコイル先端部１２は、発熱コイル１１のうち、発熱コイル１１の先端１１ｓから、上述の距離Ｌ＝５．０ｍｍの位置までの部位が該当する。
一方、コイル後端部１３は、巻回数が約３ターンで、ピッチが第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２（＝約１．１ｍｍ）である。
【００２６】
さらに、ピッチ遷移部１４は、巻回数が約０．５ターンであり、そのピッチ（第３ピッチＰ３）は、第１ピッチＰ１よりも大きく、かつ、第２ピッチＰ２よりも小さい（Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２）。このため、発熱コイル１１では、軸線方向ＤＸに見た、単位長さ当たりの抵抗値について、先端側ＸＳに位置するコイル先端部１２の方が、コイル後端部１３及びピッチ遷移部１４よりも大きい。
しかも、このピッチ遷移部１４は、その第３ピッチＰ３が軸線方向先端側ＸＳの部位ほど減少している。さらに、コイル後端部１３との境界部分１４ｋにおいて第３ピッチＰ３が第２ピッチＰ２に漸近する。また、コイル先端部１２との境界部分１４ｓにおいて第３ピッチＰ３が第１ピッチＰ１に漸近する形態とされている。
【００２７】
また、グロープラグ２において、ヒータ部材１０の先端部分を、通電により急速に所定の温度まで昇温させる、具体的には、通電開始から２秒で、ヒータ部材１０の先端１０ｓから後端側ＸＫに２．０ｍｍの点ＰＴの表面温度を１０００℃まで昇温させるには、発熱コイル１１のコイル先端部１２を、ヒータ部材１０の先端１０ｓから後端側ＸＫに測った距離ＬがＬ＝４．０〜８．０ｍｍである位置まで形成すると良いことが判ってきた。
コイル先端部１２の後端１２ｋが上述した距離Ｌ＝４．０ｍｍ未満の位置にある場合、コイル先端部の軸線方向ＤＸの長さが小さく、昇温への寄与が少ない上コイル先端部全体の抵抗が低いため、上述の急速昇温にあたり大きな電流を要することになる。
これに対し、コイル先端部１２の後端１２ｋが距離Ｌ＝４．０ｍｍ以上の位置にある場合、コイル先端部１２の軸線方向ＤＸの長さが大きく、コイル先端部１２の発熱が、ヒータ部材１０の先端部分（具体的には点ＰＴ）の昇温に十分寄与するため、前述の急速昇温にあたり、前述の距離Ｌ＝４．０ｍｍ未満の場合に比べ小さい値の電流で足りる。このため、発熱コイル１１のうちコイル先端部１２及びこれ以外の部位（ピッチ遷移部１４及びコイル後端部１３）での消費電力を低減することができる。
但し、コイル先端部１２の長さが長くなり過ぎると、このコイル先端部１２中に、ヒータ部材１０の先端部分（点ＰＴ）の昇温に寄与しない後端側ＸＫの部位が増加する。従って、コイル先端部１２の後端１２ｋが距離Ｌ＝８．０ｍｍを超えた位置にある場合、つまり長いコイル先端部１２である場合、コイル先端部１２に占める、点ＰＴの昇温に寄与しない部位の割合が高くなり、消費電力が増大するため、好ましくない。
【００２８】
これに対し、本実施形態のグロープラグ２では、発熱コイル１１は、第１ピッチＰ１のコイル先端部１２と、この第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２のコイル後端部１３と、これらの間に介在し、第１ピッチＰ１よりも大きく、第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３を有するピッチ遷移部１４とを含んでいる。このため、コイル先端部１２で集中的に発熱させ、ヒータ部材１０の先端部分（点ＰＴ）を昇温させることができる。その一方で、ピッチ遷移部１４及びコイル後端部１３のピッチを、第１ピッチＰ１よりも大きくすることで、ピッチ遷移部１４及びコイル後端部１３での発熱量を抑えることができ、発熱コイル１１全体として発熱による電力消費を低減することができる。
【００２９】
しかも、ピッチ遷移部１４は、第１ピッチＰ１よりも大きく第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３を有して巻かれている。このため、前述した特許文献２に記載の発熱コイルにおける、導線が直線状に延びた部位のように、スウェージング加工により、線径が極端に小さくなることがない。従って、発熱コイル１１において溶断し難いグロープラグ２とすることができる。
【００３０】
加えて、コイル先端部１２は、ヒータ部材１０の先端１０ｓから軸線方向後端側ＸＫに測った距離ＬがＬ＝４．０〜８．０ｍｍである位置まで、具体的には５．０ｍｍの位置まで形成されているため、コイル先端部１２、コイル後端部１３、ピッチ遷移部１４及び制御コイル１８における消費電力を低減させつつ、ヒータ部材１０の先端部（チューブ先端部２２）を昇温できるグロープラグ２とすることができる。
【００３１】
また、ピッチ遷移部１４では、第３ピッチＰ３が軸線方向先端側ＸＳほど減少している。しかも、第３ピッチＰ３は、コイル後端部１３との境界部分１４ｋで、第２ピッチＰ２に漸近する。またコイル先端部１２との境界部分１４ｓでも、第１ピッチＰ１に漸近する。このように、ピッチ遷移部１４の境界部分１４ｋ，１４ｓにおいて、発熱線ＲＥのピッチが急に変化しない。このため、信頼性の高い発熱コイル１１を有するグロープラグ２とすることができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るディーゼルエンジン１では、燃焼室４にヒータ部材１０を２．０〜４．０ｍｍ、具体的には突出長さＴＴをＴＴ＝３．０ｍｍとした形態で、グロープラグ２がエンジン本体３に取り付けられている。このため、コイル先端部１２で集中的に発熱させ、燃焼室４に突出するヒータ部材１０の突出部分を確実に昇温させることができる。
【００３３】
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、前述の発熱線ＲＥをコイル形状に加工し、発熱コイル１１とした。なお、この発熱コイル１１は、前述したコイル先端部１２、コイル後端部１３、ピッチ遷移部１４及び接合部１６を有しており（図２参照）、コイル先端部１２の第１ピッチＰ１、コイル後端部１３の第２ピッチＰ２及びピッチ遷移部１４の第３ピッチＰ３との間には、Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２の関係が成立している。
一方、コバルト−ニッケル合金からなる発熱線をコイル形状に加工し、制御コイル１８とした。
【００３４】
次いで、アーク溶接によって、発熱コイル１１をなす接合部１６と制御コイル１８の一方端とを接合した。また、導電性部材からなる棒状の中軸２６の先端部２６ｓに、制御コイル１８の他方端を巻き付けた後、これらを溶接した。
続いて、両端が開口した円筒状の円筒部材２１Ｃ内に、中軸２６のうちの先端部２６ｓと、この中軸２６と一体となった発熱コイル１１及び制御コイル１８とを配置した。なお、円筒部材２１Ｃは、グロープラグ２のシースチューブ２１をなすものであり、図４に示すように、この円筒部材２１Ｃの径方向ＤＲの外径寸法Ｔ２が、シースチューブ２１の外径寸法Ｔ１よりも大きい（Ｔ２＞Ｔ１）。
配置後、アーク溶接によって、円筒部材２１Ｃの先端（図４（ａ）中、左側の端）を閉塞すると共に、この円筒部材２１Ｃの閉塞した部分と発熱コイル１１の先端１１ｓとを接合する。これにより、自身の先端に、発熱コイル１１の先端１１ｓを接合した加工前シースチューブ２１Ｂができる。なお、この加工前シースチューブ２１Ｂもまた、円筒部材２１Ｃと同様、グロープラグ２のシースチューブ２１をなすものであり、図４に示すように、この加工前シースチューブ２１Ｂの外径寸法Ｔ２が、シースチューブ２１の外径寸法Ｔ１よりも大きい（Ｔ２＞Ｔ１）。
【００３５】
その後、加工前シースチューブ２１Ｂ内に前述した絶縁粉末２８を充填する。充填後、前述した環状のゴム部材２９で封止した加工前シースチューブ２１Ｂについて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２１Ｂが細径化され前述したシースチューブ２１になると共に、チューブ内において、絶縁粉末２８の充填密度が高くなる。かくして、シースチューブ２１及び中軸２６を一体化したヒータ部材１０ができあがる。
なお、スウェージング加工の際、加工前シースチューブ２１Ｂの細径化に伴い、シースチューブ２１内の発熱コイル１１は、ピッチが大きい部位ほど軸線方向ＤＸにより伸ばされる。このため、スウェージング加工後の発熱コイル１１は、ピッチの大きい部位の線径が、ピッチの小さい部位の線径よりも相対的に小さく（細く）される。
但し、本実施形態では、シースチューブ２１内の発熱コイル１１のピッチ遷移部１４は、第１ピッチＰ１よりも大きく第２ピッチＰ２よりも小さい第３ピッチＰ３を有して巻かれているため、スウェージング加工により、発熱コイル１１をなす発熱線ＲＥの線径が極端に小さくなることがない。従って、発熱コイル１１が溶断し難いグロープラグ２を製造できる。
【００３６】
次いで、上記のように形成されたヒータ部材１０をハウジング３０の内側に圧入する。その後、中軸２６の後端部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２参照）。
【００３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態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。
例えば、本実施形態では、シースチューブ内に発熱コイルと共に制御コイルも収容した、二材タイプのヒータ部材を例示した。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材も挙げられる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
２  グロープラグ
３  エンジン本体（内燃機関本体）
４  燃焼室
１０  ヒータ部材
１１  発熱コイル
１１ｓ  （発熱コイルの）先端（コイル先端）
１２  コイル先端部
１３  コイル後端部
１４  ピッチ遷移部
１４ｋ  コイル後端部との境界部分
１４ｓ  コイル先端部との境界部分
２１  シースチューブ
２２  チューブ先端部（先端部）
２８  絶縁粉末
３０  ハウジング
３１  ハウジング先端（（ハウジングの）先端）
ＡＸ  軸線（巻線軸）
ＤＸ  軸線方向
Ｌ  距離
Ｐ１  第１ピッチ
Ｐ２  第２ピッチ
Ｐ３  第３ピッチ
ＲＥ  発熱線（線材）
ＸＫ  軸線方向後端側
ＸＳ  軸線方向先端側
【図１】
2015169346.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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