(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びると共に先端に開口部を有する筒状のチューブと、
前記開口部を閉塞する栓体と、
前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記栓体に接合された抵抗発熱体と
を有するヒータを備えるグロープラグにおいて、
前記チューブ及び前記栓体の少なくとも一方は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉを含む特定合金により構成され、
前記チューブと前記栓体とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第１接合部を有し、かつ、前記栓体が前記特定合金により構成されているとき、前記栓体と前記抵抗発熱体とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第２接合部を有することを特徴とするグロープラグ。
【請求項２】
前記特定合金がさらにＹを含む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】
前記特定合金がさらにＺｒ、Ｈｆ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む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】
前記チューブ及び前記栓体は、それぞれ前記特定合金により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のグロープラグ。
【請求項５】
前記第１接合部、及び前記第２接合部は、拡散層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のグロープラグ。
【請求項６】
前記特定合金は、Ａｌ及びＳｉを含み、Ａｌの含有量を質量％でＸ、Ｓｉの含有量を質量％でＹとした場合、Ｘ＋２×Ｙ≧２．５を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のグロープラグ。
【請求項７】
前記特定合金は、前記希土類元素がＮｄであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載のグロープラグ。
【請求項８】
軸線方向に延びると共に先端に開口部を有する筒状のチューブと、
前記開口部を閉塞する栓体と、
前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記栓体に接合された抵抗発熱体と
を有するヒータを備えるグロープラグの製造方法において、
前記チューブ及び前記栓体の少なくとも一方は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉを含む特定合金により構成され、
前記チューブと前記栓体とは拡散接合により接合され、かつ、前記栓体が前記特定合金により構成されているとき、前記栓体と前記抵抗発熱体とは拡散接合により接合されていることを特徴とするグロープラグの製造方法。
【請求項９】
前記拡散接合は、抵抗溶接であることを特徴とする請求項８に記載のグロープラグの製造方法。
【請求項１０】
前記拡散接合は、摩擦撹拌接合であることを特徴とする請求項８に記載のグロープラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の補助熱源として用いられるグロープラグ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グロープラグは、圧縮着火方式によるディーゼルエンジン等の内燃機関の補助熱源として用いられる。グロープラグは、通常、先端が閉じて基端部が開いた有底筒状のチューブと、この内部に前記チューブの軸線方向に沿って配置され、通電により発熱する抵抗発熱体とを有する。抵抗発熱体の先端部はチューブの先端部に接続され、抵抗発熱体の基端部は、チューブの基端側に延びる中軸部材に接続されている。この中軸部材を介して通電されることにより抵抗発熱体が発熱する。チューブの内部はマグネシア粉末等の絶縁粉末で満たされ、抵抗発熱体の外周面とチューブの内周面とが絶縁されている。
【０００３】
グロープラグにおけるチューブは、通常、耐熱性及び耐酸化性に優れる導電材料により形成される。導電材料として、例えば特許文献１には、ステンレスやＮｉ基合金等が開示されている（特許文献１の００２１欄）。また、チューブとコイルとは、通常、プラズマ溶接により接合される。例えば特許文献１には、チューブの一端部に形成された穴部に抵抗発熱体であるコイルを挿入した状態で、穴部の外側からプラズマ溶接を施すことによりチューブとコイルとを溶融させ、チューブの一端部を閉塞し、コイルとチューブとを電気的に接続することが開示されている（特許文献１の００３６欄等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３０２４９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、近年、グロープラグの使用温度の高温化が求められる等グロープラグの使用環境は益々厳しくなる傾向にある。そのため、グロープラグの耐久性の向上が求められている。グロープラグの耐久性を向上させる方法の一つとして、グロープラグにおけるチューブを耐久性に優れた材料により形成することが考えられる。そこで、発明者は、チューブを構成する材料について種々の検討を行ったところ、チューブを特定の材料で構成すると耐酸化性を向上させることができることを見出した。しかしながら、この特定の材料でチューブを構成すると、チューブと他の部材とをプラズマアーク溶接により接合した部分、例えばチューブと抵抗発熱体であるコイルとの接合部に微小なクラックが形成され易くなることが分かった。チューブとコイルとの接合部に微小なクラックが形成されていると、グロープラグは冷熱サイクルの厳しい環境下で使用されるので、微小なクラックが進展し、最終的にコイルが脱落するおそれがあり、グロープラグの寿命が低下してしまう。
【０００６】
この発明は、チューブの耐酸化性を確保しつつ、チューブ先端部における部材同士の接合部にクラックが形成されるのを抑制することにより長寿命なグロープラグを提供すること、及び、長寿命なグロープラグを提供できるグロープラグの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段は、
［１］  軸線方向に延びると共に先端に開口部を有する筒状のチューブと、
前記開口部を閉塞する栓体と、
前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記栓体に接合された抵抗発熱体と
を有するヒータを備えるグロープラグにおいて、
前記チューブ及び前記栓体の少なくとも一方は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉを含む特定合金により構成され、
前記チューブと前記栓体とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第１接合部を有し、かつ、前記栓体が前記特定合金により構成されているとき、前記栓体と前記抵抗発熱体とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第２接合部を有することを特徴とするグロープラグである。
【０００８】
前記［１］の好ましい態様は、次の通りである。
［２］  前記特定合金がさらにＹを含むことを特徴とする前記［１］に記載のグロープラグである。
［３］  前記特定合金がさらにＺｒ、Ｈｆ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むことを特徴とする前記［１］又は［２］に記載のグロープラグである。
［４］  前記チューブ及び前記栓体は、それぞれ前記特定合金により構成されていることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれか一項に記載のグロープラグである。
【００１０】
前記［１］〜[４]の好ましい態様は、次の通りである。
［５］  前記第１接合部、及び前記第２接合部は、拡散層を有することを特徴とする前記［１］〜[４]のいずれか一項に記載のグロープラグである。
［６］  前記特定合金は、Ａｌ及びＳｉを含み、Ａｌの含有量を質量％でＸ、Ｓｉの含有量を質量％でＹとした場合、Ｘ＋２×Ｙ≧２．５を満たすことを特徴とする前記［１］〜前記［５］のいずれか一項に記載のグロープラグである。
［７］  前記特定合金は、前記希土類元素がＮｄであることを特徴とする前記［３］〜［６］のいずれか一項に記載のグロープラグである。
【００１１】
前記別の課題を解決するための手段は、
［８］  軸線方向に延びると共に先端に開口部を有する筒状のチューブと、
前記開口部を閉塞する栓体と、
前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記栓体に接合された抵抗発熱体と
を有するヒータを備えるグロープラグの製造方法において、
前記チューブ及び前記栓体の少なくとも一方は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉを含む特定合金により構成され、
前記チューブと前記栓体とは拡散接合により接合され、かつ、前記栓体が前記特定合金により構成されているとき、前記栓体と前記抵抗発熱体とは拡散接合により接合されていることを特徴とするグロープラグの製造方法である。
【００１３】
前記［８］の好ましい態様は、次の通りである。
［９］  前記拡散接合は、抵抗溶接であることを特徴とする前記［８］に記載のグロープラグの製造方法である。
［１０］  前記拡散接合は、摩擦撹拌接合であることを特徴とする前記［８］に記載のグロープラグの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、軸線方向に延びると共に先端に開口部を有する筒状のチューブと、  前記開口部を閉塞する栓体と、前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記栓体に接合された抵抗発熱体とを有するヒータを備えるグロープラグにおいて、前記チューブ及び前記栓体の少なくとも一方が、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されているので、優れた耐酸化性を有する。また、前記チューブと前記栓体とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第１接合部を有し、かつ、前記栓体が前記特定合金により構成されているとき、前記栓体と前記抵抗発熱体とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第２接合部を有するので、前記チューブと前記栓体との第１接合部及び前記栓体と前記抵抗発熱体との第２接合部に、クラックが形成されるのを抑制することができる。したがって、この発明によると、チューブの耐酸化性を確保しつつ、チューブ先端部における部材同士の接合部（第１接合部、第２接合部）にクラックが形成されるのを抑制することにより長寿命なグロープラグを提供することができる。
【００１５】
また、軸線方向に延びると共に先端が閉塞した筒状のチューブと、前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記チューブの先端に接合された抵抗発熱体とを有するヒータを備えるグロープラグにおいて、前記チューブが、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されているので、優れた耐酸化性を有する。また、前記抵抗発熱体と前記チューブとは、両部材を構成する金属が相互拡散された第３接合部を有するので、前記チューブと前記抵抗発熱体との第３接合部に、クラックが形成されるのを抑制することができる。したがって、この発明によると、チューブの耐酸化性を確保しつつ、前記チューブと前記抵抗発熱体との接合部（第３接合部）にクラックが形成されるのを抑制することにより長寿命なグロープラグを提供することができる。
【００１６】
また、軸線方向に延びると共に先端に開口部を有する筒状のチューブと、前記開口部を閉塞する栓体と、前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記栓体に接合された抵抗発熱体とを有するヒータを備えるグロープラグの製造方法において、前記チューブ及び前記栓体の少なくとも一方は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されているので、優れた耐酸化性を有する。また、前記チューブと前記栓体とは拡散接合により接合され、かつ、前記栓体が前記特定合金により構成されているとき、前記栓体と前記抵抗発熱体とは拡散接合により接合されていることで、両部材を構成する金属が相互拡散された第１接合部、第２接合部を形成することができ、これにより、前記チューブと前記栓体との第１接合部及び前記栓体と前記抵抗発熱体との第２接合部に、クラックが形成されるのを抑制することができる。したがって、この発明によると、チューブの耐酸化性を確保しつつ、チューブ先端部における部材同士の接合部（第１接合部、第２接合部）にクラックが形成されるのを抑制することにより長寿命なグロープラグを提供できるグロープラグの製造方法を提供することができる。
【００１７】
さらに、軸線方向に延びると共に先端が閉塞した筒状のチューブと、前記チューブ内に配設されると共に、先端が前記チューブの先端に接合された抵抗発熱体とを有するヒータを備えるグロープラグの製造方法において、前記チューブは、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されているので、優れた耐酸化性を有する。また、前記チューブと前記抵抗発熱体とは拡散接合により接合されているので、両部材を構成する金属が相互拡散された第３接合部を形成することができ、これにより、前記チューブと前記抵抗発熱体との第３接合部に、クラックが形成されるのを抑制することができる。したがって、この発明によると、チューブの耐酸化性を確保しつつ、前記チューブと前記抵抗発熱体との接合部（第３接合部）にクラックが形成されるのを抑制することにより長寿命なグロープラグを提供できるグロープラグの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、この発明に係るグロープラグの一実施形態であるグロープラグの一部断面全体説明図である。
【図２】図２は、図１に示すグロープラグにおけるヒータを拡大して示した要部一部断面説明図である。
【図３】図３は、この発明に係るグロープラグの別の一実施形態であるグロープラグの要部一部断面説明図である。
【図４】図４は、表１に示すサンプルについて、Ａｌの含有量ＸとＳｉの含有量Ｙとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
この発明に係るグロープラグの一実施形態であるグロープラグを図１に示す。図１はこの発明に係るグロープラグの一実施形態であるグロープラグの一部断面全体説明図である。なお、図１では、紙面下方すなわち後述するヒータが配置されている側を軸線Ｏの先端方向、紙面上方を軸線Ｏの後端方向として説明する。
【００２０】
このグロープラグ１０は、図１に示されるように、中軸部材２００と、主体金具５００と、通電によって発熱するヒータ８００とを備える。これらの部材は、グロープラグ１０の軸線Ｏに沿って組み付けられている。
【００２１】
主体金具５００は、炭素鋼等により形成され、略円筒状を有する。主体金具５００は、軸線Ｏ方向に延びる軸孔５１０を有する。主体金具５００は、軸孔５１０の先端側の端部において、ヒータ８００を保持する。主体金具５００は、軸孔５１０の後端側の端部において、絶縁部材４１０とＯ−リング４６０とを介して、中軸部材２００を保持する。絶縁部材４１０は、絶縁部材４１０の後端に接するリング３００が中軸部材２００に加締められることで、軸線Ｏ方向の位置が固定される。主体金具５００の後端側が絶縁部材４１０によって絶縁される。主体金具５００は中軸部材２００の一部を内包し、軸孔５１０と中軸部材２００との間には、両者を電気的に絶縁する空隙が形成されている。主体金具５００は、工具係合部５２０と、雄ネジ部５４０とを備える。工具係合部５２０は、主体金具５００の外周面に形成され、トルクレンチ等の工具が係合される。雄ネジ部５４０は、工具係合部５２０より先端側の主体金具５００の外周面に形成され、グロープラグ１０をディーゼルエンジン等の内燃機関のエンジンヘッドに取り付ける際に、エンジンヘッドの取付け孔に螺合される。
【００２２】
中軸部材２００は、導電材料で形成され、円柱形状を有する。中軸部材２００は、主体金具５００に挿入された状態で軸線Ｏに沿って配置される。中軸部材２００は、先端側に設けられた中軸部材先端部２１０と、後端側に設けられた接続部２９０とを備える。中軸部材先端部２１０は、ヒータ８００の内部に配置されている。接続部２９０は、主体金具５００から突出して、その外周面は雄ネジが形成されている。接続部２９０には、係合部材１００が嵌合されている。係合部材１００には、バッテリ等の電源から電力の供給されるコネクタ付きケーブルが接続される。
【００２３】
図２は、図１に示すグロープラグにおけるヒータを拡大して示した要部一部断面説明図である。ヒータ８００は、先端に開口部８６０を有する筒状のチューブ８１０と、開口部８６０を閉塞する栓体８５０と、抵抗発熱体としての発熱コイル８２０と、制御コイル８３０と、絶縁粉末８４０とを備える。
【００２４】
チューブ８１０は、軸線Ｏ方向に延びる筒状を有する。チューブ８１０は、発熱コイル８２０と、制御コイル８３０と、絶縁粉末８４０とを内包する。チューブ８１０は、先端に開口部８６０と後端にチューブ後端部８１９とを備える。開口部８６０は、チューブ８１０の先端側において、開口した端部である。開口部８６０の大きさ及び形状は特に限定されない。開口部８６０の大きさは、軸線Ｏ方向に筒状に延びるチューブ８１０の内径と同じ内径を有していてもよいし、チューブ８１０が先端に向かって縮径する先窄まり状に形成され、軸線Ｏ方向に筒状に延びるチューブ８１０の内径よりも小さい内径を有していてもよい。開口部８６０には、栓体８５０が嵌め合わされて、開口した穴を塞いでいる。チューブ後端部８１９は、チューブ８１０の後端側において開口した端部である。チューブ８１０の内部には中軸部材２００がその後端側がチューブ後端部８１９から突出した状態で配置されている。チューブ８１０は、パッキン６００と絶縁粉末８４０とによって、中軸部材２００から電気的に絶縁される。パッキン６００は、中軸部材２００とチューブ８１０との間に挟まれた絶縁部材である。チューブ８１０は、主体金具５００と電気的に接続されている。チューブ８１０は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金又はＦｅを主成分とするＦｅ合金により構成される。チューブ８１０と栓体８５０との少なくとも一方は、Ｎｉ合金又はＦｅ合金である後述する特定合金により構成される。チューブ８１０は、耐酸化性に優れる点で、後述する特定合金により構成されるのが好ましい。
【００２５】
栓体８５０は、前記開口部８６０を閉塞する。栓体８５０の大きさ及び形状は、開口部８６０の大きさ及び形状に対応し、栓体８５０を開口部８６０に嵌め合わせることができる大きさ及び形状を有する。栓体８５０は、容易に開口部８６０から脱落しない形状を有するのが好ましい。例えば、図２に示すように、開口部８６０が円筒体の内周面を形成する場合には、栓体８５０は、この内周面に接触する外周面を有する円盤体とこの円盤体の後端に設けられた鍔とを有する形状を挙げることができる。栓体８５０の形状としては、この他にも、先端に向かって縮径する円錐台形状、円盤体の後端に軸線Ｏの径方向に突出する突起部を有する形状等を挙げることができる。栓体８５０は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金又はＦｅを主成分とするＦｅ合金により構成される。チューブ８１０と栓体８５０との少なくとも一方は、Ｎｉ合金又はＦｅ合金である後述する特定合金により構成される。栓体８５０は、耐酸化性に優れる点で、後述する特定合金により構成されるのが好ましい。栓体８５０は、チューブ８１０と同じ材料により構成されてもよいし、異なる材料により構成されてもよい。
【００２６】
発熱コイル８２０は、導電材料で形成されたコイルである。この導電材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｒ等を主成分とする合金が挙げられる。このような合金として、例えば、カンタル（登録商標）及びパイロマックス（登録商標）等のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等が挙げられる。発熱コイル８２０は、通電によって発熱する。発熱コイル８２０は、チューブ８１０の内部に軸線Ｏ方向に沿って配設される。発熱コイル８２０は、先端側の端部である発熱コイル先端部８２１と、後端側の端部である発熱コイル後端部８２９とを備える。発熱コイル先端部８２１は、栓体８５０に接合されて栓体８５０と電気的に接続される。
【００２７】
制御コイル８３０は、発熱コイル８２０を形成する材料よりも電気比抵抗の温度係数が大きい導電材料で形成されたコイルである。この導電材料としては、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金等が挙げられる。制御コイル８３０は、発熱コイル８２０に供給される電力を制御する。制御コイル８３０は、チューブ８１０の内部に軸線Ｏ方向に沿って配設される。制御コイル８３０は、先端側の端部である制御コイル先端部８３１と、後端側の端部である制御コイル後端部８３９とを備える。制御コイル先端部８３１は、発熱コイル８２０の発熱コイル後端部８２９に溶接されることによって、発熱コイル８２０と電気的に接続される。制御コイル後端部８３９は、中軸部材２００の中軸部材先端部２１０に接合されることによって中軸部材２００と電気的に接続される。
【００２８】
絶縁粉末８４０は、電気絶縁性を有する粉末である。絶縁粉末８４０としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末が挙げられる。絶縁粉末８４０は、チューブ８１０の内部に充填され、チューブ８１０の内周面と、発熱コイル８２０、制御コイル８３０、及び中軸部材２００それぞれの外周面とを電気的に絶縁する。
【００２９】
チューブ８１０及び栓体８５０の少なくとも一方は、以下に説明する特定合金により構成される。特定合金は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む。前記主成分とは、特定合金を構成する成分のうち最も質量の多い成分のことをいう。特定合金は、耐酸化性に優れる。したがって、チューブ８１０及び栓体８５０の両方が特定合金により構成されるのが好ましい。特定合金は、耐酸化性に優れるので、チューブ８１０及び栓体８５０の少なくとも一方が特定合金により構成されることにより、より温度の高い厳しい環境下で使用されても長寿命なグロープラグ１０を提供することができる。Ｎｉ及びＦｅは、耐熱性及び耐酸化性に優れた金属である。また、特定合金が、Ｎｉ又はＦｅに加えて、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むと、純Ｎｉ及び純Ｆｅ、並びにＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素を含まないＮｉ合金及びＦｅ合金に比べて耐酸化性が向上する。
【００３０】
特定合金がＮｉを主成分として含む場合には、Ｎｉを５０質量％以上８０質量％以下含むのが好ましく、６０質量％以上７０質量％以下含むのがより好ましい。特定合金がＮｉを主成分以外の成分として含む場合には、１０質量％以上３０質量％以下含むのが好ましく、１５質量％以上２５質量％以下含むのがより好ましい。特定合金がＦｅを主成分として含む場合には、Ｆｅを４５質量％以上６５質量％以下含むのが好ましく、５０質量％以上６０質量％以下含むのがより好ましい。特定合金がＦｅを主成分以外の成分として含む場合には、５質量％以上２０質量％以下含むのが好ましく、７質量％以上１５質量％以下含むのがより好ましい。特定合金がＮｉ又はＦｅを前記範囲で含むと、耐熱性及び耐酸化性により一層優れる。
【００３１】
特定合金は、Ｎｉ又はＦｅに加えて、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を次の質量割合で含むのが好ましい。すなわち、特定合金は、Ｔｉを０．１質量％以上０．５質量％以下、Ｚｒを０．１質量％以上０．２質量％以下、Ｈｆを０．１質量％以上０．３質量％以下、Ｙを０．１質量％以上０．２質量％以下、及び希土類元素を０．１質量％以上０．３質量％以下含むのが好ましい。特定合金は、前記元素の中でもＺｒ、Ｈｆ、Ｙ、及びＮｄからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むのがより好ましい。
【００３２】
特定合金は、Ａｌ及びＳｉを含むのが好ましい。また、Ａｌの含有量を質量％でＸ、Ｓｉの含有量を質量％でＹとした場合、以下の式（１）を満たすように、Ａｌ及びＳｉを含むのがより好ましい。
Ｘ＋２×Ｙ≧２．５      ・・・式（１）
特定合金が、式（１）を満たすようにＡｌ及びＳｉを含むと、耐酸化性により一層優れる。
【００３３】
特定合金は、Ｃｒを含むのが好ましく、Ｃｒを８質量％以上３０質量％以下含むのが好ましく、Ｃｒを２０質量％以上２６質量％以下含むのがより好ましい。Ｎｉ又はＦｅを主成分とする特定合金に、Ｃｒが含まれ、特に前記範囲の割合で含まれていると、高温下において、特定合金の表面にＣｒの酸化物の被膜が形成されるので、耐酸化性により一層優れる。特定合金は、Ｎｉ又はＦｅに加えてＣｒが含まれている場合に、Ｔｉ、Ａｌ、及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の元素が含まれていると、特定合金の表面に形成されるＣｒの酸化物の被膜の下に、さらにＴｉ、Ａｌ、及びＳｉの酸化物の被膜が形成されるので、耐酸化性により一層優れる。特定合金は、Ｎｉ又はＦｅに加えてＣｒが含まれている場合に、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素が含まれていると、特定合金の表面に形成されるＣｒの酸化物の被膜の密着性が向上するので、耐酸化性により一層優れる。
【００３４】
特定合金は、Ｎｉ又はＦｅを主成分として含み、さらに、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含み、所望により、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃ等の元素を含む。前記特定合金は、これら各成分と不可避不純物とを、これらの合計が１００質量％になるように含む。不可避不純物としては、Ｐ、Ｓ等が挙げられる。不可避不純物の含有量は少ない方が好ましいが、本願発明の目的を達成することができる範囲内で含んでいてもよく、前述した各成分の合計質量を１００質量部としたときに、前述した不可避不純物の合計割合は０．２質量％以下であるのが好ましい。
【００３５】
チューブ８１０及び栓体８５０に含まれる各成分の含有率は、次のようにして求めることができる。以下においては、チューブ８１０に含まれる各成分の含有率の測定手順を例に挙げて説明する。第１のステップとして、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro Analyzer）に付属された波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ：Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer）を用いてチューブ８１０における定性分析を実施する。この分析によって、チューブ８１０に含まれる元素を特定し、最大質量％の元素を主成分とする。
【００３６】
第１のステップでは、まず、ヒータ８００を樹脂で固めて、軸線Ｏを含む断面で切断して切断面を露出させる。切断面を鏡面仕上げし、研磨面とする。チューブ８１０の研磨面において、チューブ８１０と栓体８５０との境界付近を除く任意の５箇所の測定点で成分分析を行い、得られた測定値の算術平均をチューブ８１０に含まれる各成分の含有率とする。
【００３７】
第２のステップとして、ＥＰＭＡの測定条件を決定する。この決定は、分析精度を高めるために実施される。測定条件は、第１のステップで特定した主成分の検出において、Ｘ線の大量入射による数え落としが起こらないビーム電流量で、測定カウント数が１万カウント以上得られることが満たされるように決定される。
【００３８】
第３のステップとして、上記５箇所の測定点において第１のステップで特定した元素を第２のステップで決定した条件で定量分析する。測定条件は、例えば、次のようにする。加速電圧は２０ｋＶ、プローブ電流２．５×１０−８Ａ、ビームの照射径１０μｍで主ピークを１０秒、バックグラウンドを高角側、低角側それぞれ５秒ずつ取り込む。正味の強度から各元素のＣＰＳ（Count Per Second）を得て、同条件で分析した比較試料（ASTIMEX社製標準試料）のＣＰＳを用いてＺＡＦ法によって定量計算を実施する。この比較試料は、元素含有率が予め分析されている。ＺＡＦとは、原子番号効果（Z effect）と、吸収効果（Absorption effect）と、蛍光励起効果（Fluorescence excitation effect）とに基づく頭字語である。
【００３９】
特定合金で形成された部材と他の部材とは、拡散接合により接合されている。すなわち、チューブ８１０と栓体８５０との少なくとも一方は特定合金により構成されるので、チューブ８１０と栓体８５０とは拡散接合により接合されている。栓体８５０が特定合金により構成されるとき、栓体８５０と発熱コイル８２０とは拡散接合により接合されている。栓体８５０が特定合金により構成されないとき、栓体８５０と発熱コイル８２０とは拡散接合により接合されていてもよいし、プラズマアーク溶接及びレーザ溶接等の拡散接合以外の接合方法により接合されていてもよい。拡散接合により、チューブ８１０と栓体８５０とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第１接合部８５１を有し、また、栓体８５０と発熱コイル８２０とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第２接合部８５２を有する。このように、特定合金で形成された部材と他の部材とが拡散接合により接合されることにより、特定合金で形成された部材と他の部材とが、両部材を構成する金属が相互拡散された接合部（第１接合部８５１、第２接合部８５２）を形成することができ、その結果、接合部にクラックが形成されるのを抑制することができる。したがって、チューブ８１０及び栓体８５０の少なくとも一方が特定合金で構成されることによりチューブの耐酸化性を確保することができ、また、特定合金で形成された部材と他の部材とが拡散接合により接合されていることにより、特定合金で形成された部材と他の部材とが、両部材を構成する金属が相互拡散された接合部を形成することができ、チューブ８１０先端部における部材同士の接合部にクラックが形成されるのを抑制することができ、その結果として長寿命なグロープラグを提供することができる。
【００４０】
特定合金で形成された部材と他の部材とが拡散接合により接合されていると、接合部にクラックが形成されるのを抑制できるのは、次の理由によると考えられる。発明者が、チューブ８１０と栓体８５０とを特定合金で形成し、両者をプラズマアーク溶接により接合したところ、チューブ８１０と栓体８５０との接合部に多数の微小なクラックが形成されているのが観察された。特定合金に含まれるＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素等の成分は、非常に酸化し易い。したがって、特定合金に含まれるこれらの成分は、プラズマアーク溶接を行う際に形成される溶融部が対流することにより空気に触れて酸化物となり易い。この酸化物が溶融部の対流によって溶融部の内部に取り込まれ、冷却によって溶融部の内部で凝固する。酸化物は金属に比べて熱膨張率が小さいので、溶融部の冷却時に溶融部の内部に取り込まれた酸化物とその周囲の金属との間の熱膨張率の差により応力が発生し、これによって多数の微小なクラックが形成されると考えられる。このようなメカニズムによって接合部に多数の微小なクラックが形成されると考えられることから、特定合金で形成された部材と他の部材とを接合する際に、溶融部が形成されない接合方法及び一部に溶融部が形成される場合であっても溶融部の対流が生じない接合方法で接合することにより、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素等の成分が酸化するのを抑制して、クラックが形成されるのを抑制することができると考えられる。
【００４１】
特定合金で形成された部材と他の部材とが、溶融部が形成されない接合方法及び一部に溶融部が形成される場合であっても溶融部の対流が生じない接合方法として、例えば、拡散接合を挙げることができる。拡散接合としては、抵抗溶接、摩擦撹拌接合、及び熱圧着等を挙げることができる。抵抗溶接は、接合する部材間に大電流を流し、発生する抵抗熱によって加熱し、圧力を加えて行う接合方法である。摩擦撹拌接合は、接合する部材の接合面において、接合用ツールを押圧しながら回転させることにより摩擦熱を発生させて、この摩擦熱により接合部分を軟化させ、その部分を撹拌することにより部材同士を接合する接合方法である。熱圧着は、接合する部材を、部材の融点以下の適切な温度で圧力を加えつつ密着させて、塑性変形を起こさせて行う接合方法である。
【００４２】
特定合金で形成された部材と他の部材とが、両部材を構成する金属が相互拡散された接合部（第１接合部８５１、第２接合部８５２）を有することは、前述したチューブ８１０及び栓体８５０に含まれる各成分の含有率を測定するときと同様にして切断面を露出させて、接合部の切断面を鏡面仕上げして得られた研磨面をＥＰＭＡに付属されたＷＤＳにより元素分析をすること、及び鏡面仕上げした後にシュウ酸二水和物による電解エッチングを行って得られた研磨面を金属顕微鏡で観察すること等により確認することができる。プラズマアーク溶接やレーザ溶接等のように、部材同士を接合する際に溶融部が形成されて接合部を形成する場合、接合部を金属顕微鏡で観察すると、部材の溶融液が凝固した後に形成される特有の結晶組織、例えばデンドライト組織等が接合部の領域全体に観察されたり、部材同士が混合したマーブル状の溶融合金層が接合部の領域全体に観察されたりすることがある。一方、特定合金で形成された部材と他の部材とが、両部材を構成する金属が相互拡散された接合部を有する場合（拡散接合により接合部が接合される場合）、接合する部材同士は、部材の融点以下の温度で接合されているので、接合部を金属顕微鏡で観察した場合、接合部の一部にデンドライト組織等の結晶組織や部材同士が混合したマーブル状の溶融合金層が観察されたりすることはあっても、接合部の領域全体にデンドライト組織等の結晶組織や部材同士が混合したマーブル状の溶融合金層が観察されたりすることはない。また、拡散接合により接合部が接合される場合、部材同士の界面に数十μｍ〜数百μｍ程度の幅を有する拡散層が形成される。拡散層は、一方の部材から他方の部材へと原子が拡散することにより形成される層である。拡散層の切断面を鏡面仕上げして得られた研磨面をＥＰＭＡに付属のＷＤＳによりマッピング分析をすると、一方の部材に多く含まれる元素が他方の部材に拡散し、両者の界面において、一方の部材から他方の部材に向かって、特定の元素の含有量が次第に減少しているのが認められる。また、抵抗溶接及び熱圧着のように、接合する部材同士に圧力を加えて塑性変形を起こさせることにより部材同士を接合している場合には、部材同士が塑性変形して密着しているのが観察される。
【００４３】
グロープラグ１０は、例えば、次のようにして製造される。
【００４４】
まず、所定の組成を有する抵抗発熱線をコイル状に加工し、発熱コイル８２０及び制御コイル８３０をそれぞれ製造する。次いで、発熱コイル８２０と制御コイル８３０との端部同士をプラズマアーク溶接等により接合し、コイル部材とする。次いで、コイル部材のうち制御コイル８３０側を中軸部材２００の先端部に接合する。
【００４５】
次いで、所定の組成を有する金属板から、例えば図２に示すように、一方の端部に鍔を有する円盤状の栓部材を切り出す。この栓部材の鍔を有する面の中央付近に発熱コイル８２０の先端を配置して、栓部材の中心と発熱コイル８２０の螺旋状に巻回された導線の中心軸線とが一致するようにして両者を接合し、鋲部材とする。栓部材が前述した特定合金により構成されている場合には、栓部材と発熱コイル８２０とを拡散接合により接合する。特定合金により構成される栓部材と発熱コイル８２０とを拡散接合により接合すると、これらの接合部にクラックが形成されるのを抑制することができる。栓部材が特定合金により構成されていない場合には、栓部材と発熱コイル８２０との接合方法は特に限定されず、拡散接合、プラズマアーク溶接、及びレーザ溶接等により接合する。
【００４６】
一方、金属管をチューブ８１０の最終寸法よりも大径に形成し、かつ、その先端部を他の部分よりも減径させて、先窄まり状のチューブ前駆体を製造する。
【００４７】
チューブ前駆体の後端側から、栓部材とコイル部材とが一体となった鋲部材を挿入し、チューブ前駆体の先窄まり状の先端開口部に栓部材を嵌め合わせる。チューブ前駆体及び栓部材の少なくとも一方は前述した特定合金により構成されるので、チューブ前駆体と栓部材とを拡散接合により接合する。少なくとも一方が特定合金により構成される、チューブ前駆体と栓部材とを拡散接合により接合すると、これらの接合部にクラックが形成されるのを抑制することができる。このようにして、チューブ前駆体の先端開口部を閉塞し、内部にコイル部材が収容されたヒータ前駆体を形成する。
【００４８】
次いで、ヒータ前駆体のチューブ前駆体内にＭｇＯ粉末等の絶縁粉末４１０を充填する。さらに、チューブ前駆体の後端開口部にパッキン６００を挿入して、チューブ前駆体を封止する。さらに、チューブ前駆体にスウェージング加工を施し、所定の外径を有するヒータ８００を形成する。
【００４９】
このように形成されたヒータ８００は、主体金具５００の軸孔５１０に圧入固定されると共に、主体金具５００の後端部分において、Ｏ−リング４６０及び絶縁部材４１０が嵌め込まれ、リング３００で中軸部材２００を加締めて、グロープラグ１０が完成する。
【００５０】
（第２の実施形態）
この発明に係るグロープラグの別の一実施形態であるグロープラグを図３に示す。図３は、この発明に係るグロープラグの別の一実施形態であるグロープラグにおけるヒータを拡大して示した要部一部断面説明図である。なお、図３では、紙面下方すなわち後述するヒータが配置されている側を軸線Ｏ２の先端方向、紙面上方を軸線Ｏ２の後端方向として説明する。
【００５１】
このグロープラグ１１は、図３に示されるように、チューブ９１０が、先端が閉塞した筒状を有し、チューブ９１０の先端に発熱コイル９２０が接合されたヒータ９００を備えていること以外は、図２に示されるグロープラグ１０と同様の構成を有する。したがって、以下においては、図２に示されるグロープラグ１０とは異なる構成を中心に説明する。
【００５２】
ヒータ９００は、軸線Ｏ２方向に延びると共に先端が閉塞した筒状のチューブ９１０と、チューブ９１０内に配設されると共に、先端がチューブ９１０の先端に接合された抵抗発熱体としての発熱コイル９２０と、チューブ９１０内に配設されると共に、発熱コイル９２０と電気的に接続された制御コイル９３０と、チューブ９１０の内部に充填された絶縁粉末９４０とを備える。
【００５３】
発熱コイル９２０は、図２に示す発熱コイル８２０と同様の導電材料で形成される。発熱コイル９２０は、チューブ９１０の内部に軸線Ｏ２方向に沿って配設される。発熱コイル９２０は、先端側の端部である発熱コイル先端部９２１と、後端側の端部である発熱コイル後端部９２９とを備える。発熱コイル先端部９２１は、チューブ９１０の先端内周面に接合されてチューブ９１０と電気的に接続される。
【００５４】
制御コイル９３０は、図２に示す制御コイル８３０と同様の導電材料で形成される。制御コイル９３０は、チューブ９１０の内部に軸線Ｏ２方向に沿って配設される。制御コイル９３０は、先端側の端部である制御コイル先端部９３１と、後端側の端部である制御コイル後端部９３９とを備える。制御コイル先端部８３１は、発熱コイル９２０の発熱コイル後端部９２９に溶接されることによって、発熱コイル９２０と電気的に接続される。制御コイル後端部９３９は、中軸部材２０１の中軸部材先端部２１１に接合されることによって中軸部材２０１と電気的に接続される。
【００５５】
チューブ９１０は、軸線Ｏ２方向に延び、先端が閉塞した有底筒状を有する。チューブ９１０は、発熱コイル９２０と、制御コイル９３０と、絶縁粉末９４０とを内包する。チューブ９１０は、チューブ先端部９１１とチューブ後端部９１９とを備える。チューブ先端部９１１は、チューブ９１０の先端側において、外側に向けて丸く形成された端部である。チューブ後端部９１９は、チューブ９１０の後端側において開口した端部である。チューブ９１０の内部には中軸部材２０１がその後端側がチューブ後端部９１９から突出した状態で配置されている。チューブ９１０は、パッキン６０１と絶縁粉末９４０とによって、中軸部材２０１から電気的に絶縁される。パッキン６０１は、中軸部材２０１とチューブ９１０との間に挟まれた絶縁部材である。チューブ９１０は、主体金具５０１と電気的に接続されている。
【００５６】
チューブ９１０は、前述した特定合金により構成される。特定合金は耐酸化性に優れるので、チューブ９１０が特定合金により構成されることにより、より温度の高い厳しい環境下で使用されても長寿命なグロープラグを提供することができる。
【００５７】
チューブ９１０と発熱コイル９２０とは拡散接合により接合されている。これにより、チューブ９１０と発熱コイル９２０とは、両部材を構成する金属が相互拡散された第３接合部９１２を有する。このように、チューブ９１０と発熱コイル９２０とが拡散接合により接合されていることにより、チューブ９１０と発熱コイル９２０とが、両部材を構成する金属が相互拡散された第３接合部９１２を形成することができ、その結果、接合部にクラックが形成されるのを抑制することができる。したがって、チューブ９１０が特定合金で構成されることによりチューブ９１０の耐酸化性を確保することができ、また、特定合金で構成されたチューブ９１０と発熱コイル９２０とが拡散接合により接合されていることにより、チューブ９１０と発熱コイル９２０とが、両部材を構成する金属が相互拡散された第３接合部９１２を形成することができ、チューブ９１０と発熱コイル９２０との接合部にクラックが形成されるのを抑制することができ、その結果として長寿命なグロープラグを提供することができる。
【００５８】
グロープラグ１１は、例えば、次のようにして製造される。以下においては、図２に示されるグロープラグ１０とは製造方法が異なる工程を中心に説明する。
【００５９】
まず、発熱コイル９２０と制御コイル９３０との端部同士をプラズマアーク溶接等により接合し、コイル部材とする。次いで、コイル部材のうち制御コイル９３０側を中軸部材２０１の先端部に接合する。
【００６０】
一方、所定の組成を有する金属管をチューブ９１０の最終寸法よりも大径に形成し、かつ、その先端が閉じて後端部が開いた有底筒状のチューブ前駆体を製造する。
【００６１】
チューブ前駆体の後端側から、中軸部材２０１と一体となったコイル部材を挿入し、発熱コイル９２０の先端部をチューブ前駆体の先端内周面の中央付近に接触するように配置する。チューブ前駆体の軸線と発熱コイル９２０の螺旋状に巻回された導線の中心軸線とが一致するようにして、チューブ前駆体と発熱コイル９２０とを抵抗溶接等の拡散接合により接合する。特定合金により構成されるチューブ前駆体と発熱コイル９２０とを抵抗溶接等の拡散接合により接合すると、これらの接合部にクラックが形成されるのを抑制することができる。このようにして、内部にコイル部材が収容されたヒータ前駆体を形成する。
【００６２】
次いで、前述したグロープラグ１０の製造工程と同様の製造工程を経てグロープラグ１１が完成する。
【００６３】
本発明に係るグロープラグは、圧縮着火方式によるディーゼルエンジン等の内燃機関の補助熱源として用いられる。グロープラグは、内燃機関の燃焼室を区画形成するヘッドに設けられたネジ穴に雄ネジ部が螺合されて、所定の位置に固定される。このグロープラグは、耐酸化性に優れているから、より温度の高い厳しい環境を有する内燃機関に好適に使用される。
【００６４】
本発明に係るグロープラグは、前述した実施形態に限定されることはなく、本発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
【００６５】
例えば、上述した実施形態のグロープラグ１０、１１においては、抵抗発熱体としての発熱コイル８２０、９２０は、螺旋状に巻回されているが、抵抗発熱体の形状は特に限定されず、軸線Ｏ、Ｏ２方向に沿って延びる棒状であってもよい。
【００６６】
また、チューブの形状は、筒状である限り特に限定されず、軸線Ｏ、Ｏ２に直交する方向の断面から見て、円形状、楕円形状、多角形状等であってもよい。
【００６７】
また、上述した実施形態のグロープラグ１０、１１においては、発熱コイル８２０、９２０の過昇温を防止するために、発熱コイル８２０、９２０と中軸部材２００、２０１との間に制御コイル８３０、９３０が介在されているが、発熱コイルと中軸部材とが直接に接合され、制御コイルが省略されていてもよい。
【００６８】
なお、本明細書において、元素記号と元素名とは以下のように対応する。Ｎｉ：ニッケル、Ｆｅ：鉄、Ｔｉ：チタン、Ｚｒ：ジルコニウム、Ｈｆ：ハフニウム、Ｙ：イットリウム、Ｎｄ：ネオジム、Ａｌ：アルミニウム、Ｓｉ：ケイ素、Ｃｒ：クロム、Ｍｎ：マンガン、Ｃｏ：コバルト、Ｃ：炭素、Ｐ：リン、Ｓ：硫黄
【実施例】
【００６９】
＜グロープラグの製造及び分析＞
図１に示すグロープラグ１０と同様の構造を有するグロープラグを前述したようにして製造した。チューブ８１０は、表１に示すようにサンプル毎に異なる金属材料により形成した。栓体８５０は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金により形成した。発熱コイル８２０は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金により形成した。表２に示すサンプル４１〜４３については、サンプル２２と同じ金属材料を用いて、チューブ８１０を形成した。サンプル１〜２２、４３は、抵抗溶接によって、サンプル４１はレーザ溶接によって、サンプル４２は摩擦撹拌接合によって、チューブ８１０と栓体８５０とを接合した。
【００７０】
チューブ８１０の組成は、グロープラグ１０を軸線Ｏが含まれる断面で切断し、切断面を鏡面仕上げして研磨面とし、この研磨面においてＥＰＭＡが備えるＷＤＳを用いて、前述したようにして測定した。
【００７１】
チューブ８１０と栓体８５０との接合部について、前記研磨面をさらにシュウ酸二水和物による電解エッチングを行い、金属顕微鏡で観察したところ（２００倍）、サンプル１〜２２、４２、４３については、デンドライト組織等の金属の溶融液が凝固した後に形成される特有の結晶組織が観察されなかった。一方、チューブ８１０と栓体８５０とをレーザ溶接により接合したサンプル４１は、接合部全体にデンドライト組織が観察された。また、サンプル１〜２２、４２、４３については、チューブ８１０と栓体８５０との界面に０．５〜２μｍの幅を有する拡散層が観察された。この拡散層をＥＰＭＡが備えるＷＤＳによりマッピング分析をすると、Ｔｉ等の元素の含有量が、例えばチューブ８１０から栓体８５０に向かって次第に減少しており、一方の部材から他方の部材へ原子が拡散しているのが分かる。
【００７２】
＜耐久性試験＞
表１及び表２に示すサンプル１〜２２及び４１〜４３について、ヒータ８１０の先端から軸線Ｏ方向後端側に２ｍｍの位置の表面温度が通電開始から１８０秒後に１１００℃となるようにグロープラグ１０に電圧を印加し、その後１２０秒間放冷を行う通電サイクルを３０００サイクル繰り返す耐久性試験を行った。
【００７３】
＜耐酸化性の評価＞
表１に示すサンプル１〜２２について、耐久試験前後のグロープラグ１０を軸線Ｏが含まれる断面で切断し、チューブ８１０の先端から軸線Ｏ方向後端側に２ｍｍの位置におけるチューブ８１０の厚みを測定した。耐久試験前の厚みをＴ１、耐久性試験後の厚みをＴ２として、（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１×１００（％）を算出し、これを減肉量とし、以下の基準にしたがって評価した。
×：減肉量が５０％以上
△：減肉量が３０％以上５０％未満
○：減肉量が１５％以上３０％未満
◎：減肉量が１５％未満
【００７４】
【表１】
0006795886.tif 000002
【００７５】
表１に示すように、チューブ８１０が、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されているサンプル３〜２２は、耐久性試験後のチューブ８１０の減肉量が少なく、評価結果が「△」、「○」、又は「◎」であり、耐酸化性に優れていた。一方、チューブ８１０が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素のいずれの元素も含有しない合金により構成されているサンプル１、２は、耐久性試験後のチューブ８１０の減肉量が多く、評価結果が「×」であり、耐酸化性に劣っていた。これらの結果から、チューブ８１０がＮｉ又はＦｅを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されていると、耐酸化性に優れたグロープラグを提供できることが分る。
【００７６】
チューブ８１０が、Ｎｉ又はＦｅを主成分とし、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されているサンプル４〜８、１０〜２２は、評価結果が「○」又は「◎」であった。一方、チューブ８１０が、Ｔｉを含有し、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素のいずれの元素も含有しない特定合金により構成されているサンプル３、９は、評価結果が「△」であった。これらの結果から、チューブ８１０がＮｉ又はＦｅを主成分とし、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む特定合金により構成されていると、より一層耐酸化性に優れたグロープラグを提供できることが分かる。
【００７７】
図４は、表１に示すサンプルについて、Ａｌの含有量ＸとＳｉの含有量Ｙとの関係を示す図である。図４では、横軸をＡｌの含有量Ｘ（質量％）、縦軸をＳｉの含有量Ｙ（質量％）として、評価結果を示す記号を用いて示している。図４に示すように、チューブ８１０が、Ａｌ及びＳｉを含み、式（１）：Ｘ＋２×Ｙ≧２．５を満たすとき、評価結果はいずれも「◎」であった。これらの結果から、チューブ８１０が、式（１）を満たす特定合金により構成されていると、より一層耐酸化性に優れたグロープラグを提供できることが分かる。
【００７８】
＜接合方法の評価＞
表２に示すサンプル４１〜４３について、耐久性試験後のグロープラグ１０を軸線Ｏが含まれる断面で切断し、チューブ８１０と栓体８５０との接合部を鏡面研磨した後、シュウ酸二水和物による電解エッチングを行い、研磨面とした。この研磨面を金属顕微鏡で観察し（１００倍）、クラックの有無を調べた。クラックが発見された場合には「×」、クラックが発見されなかった場合には「○」として、結果を表２に示した。
【００７９】
【表２】
0006795886.tif 000003
【００８０】
表２に示すように、チューブ８１０と栓体８５０とを抵抗溶接で接合したサンプル４３及び摩擦撹拌接合で接合したサンプル４２は、チューブ８１０と栓体８５０との接合部にクラックが発見されなかった。一方、チューブ８１０と栓体８５０とをレーザ溶接で接合したサンプル４１は、チューブ８１０と栓体８５０との接合部にクラックが発見された。これらの結果から、栓体８５０と特定合金により構成されるチューブ８１０とをレーザ溶接で接合すると接合部にクラックが形成されるが、抵抗溶接及び摩擦撹拌接合等の拡散接合により接合するとクラックが形成されるのを抑制することができ、長寿命なグロープラグを提供できることが分かる。
【符号の説明】
【００８１】
１０、１１    グロープラグ
１００  係合部材
２００、２０１  中軸部材
２１０、２１１  中軸部材先端部
２９０  接続部
３００  リング
４１０  絶縁部材
４６０  Ｏ−リング
５００、５０１  主体金具
５１０、５１１  軸孔
５２０  工具係合部
５４０  雄ネジ部
６００、６０１  パッキン
８００、９００  ヒータ
８１０、９１０  チューブ
９１１  チューブ先端部
８１９、９１９  チューブ後端部
８２０、９２０  発熱コイル
８３０、９３０  制御コイル
８３１、９３１  制御コイル先端部
８３９、９３９  制御コイル後端部
８４０、９４０  絶縁粉末
８５０  栓体
８５１  第１接合部
８５２  第２接合部
８６０  開口部
９１２  第３接合部
【図１】
0006795886.tif 000004
【図２】
0006795886.tif 000005
【図３】
0006795886.tif 000006
【図４】
0006795886.tif 000007