(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックヒータを具備したセラミックグロープラグの耐久性を向上することのできるグロープラグの取付構造を提供する。【解決手段】グロープラグは、セラミックヒータ４を燃焼室内に突出させた状態でディーゼルエンジンに取付けられる。この際、基体の厚みの比較的厚い部分が燃料噴射ノズル３７側に向くように取付けられる。詳しくは、セラミックヒータ４の軸線と直交する直交平面において、燃料噴射ノズル３７の取付軸線を前記直交平面に投影した投影軸線Ｃ２´の延長線Ｓが、セラミックヒータ４の周面のうち、ヒータ周方向における上記基準線Ｙとなす角度（取付角度）をθとして、−４５°≦θ≦４５°の範囲を通過するように、グロープラグ１を取付ける。【選択図】図５
2007263456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性セラミックからなる発熱素子を絶縁性セラミックからなる基体中に埋設してなる棒状のセラミックヒータを具備したグロープラグを、ディーゼルエンジンに対し、燃料噴射ノズルの臨む燃焼室内に前記セラミックヒータを突出させた状態で取付けるグロープラグの取付構造であって、
前記セラミックヒータの径方向に対して前記基体の周面から前記発熱素子の表面までの距離が前記セラミックヒータの周方向において最大となるセラミックヒータの最大厚肉部が、前記燃料噴射ノズルの取付軸線方向に見て、前記燃料噴射ノズル側に向くようにグロープラグを取付けることを特徴とするグロープラグの取付構造。
【請求項２】
前記セラミックヒータは、前記発熱素子のうち、軸線方向に沿って延びる一対の導電部が、前記セラミックヒータの軸線と直交する断面において、前記セラミックヒータの軸心を通る所定の基準線を挟んで略線対称に配置されるとともに、前記基準線に沿った部位が前記最大厚肉部となったものであって、
前記燃料噴射ノズルの取付軸線方向に見て、前記セラミックヒータの向きを、前記燃料噴射ノズルの軸心と前記セラミックヒータの軸心とを結ぶ線分に対して前記基準線がなす角度θとして表したとき、
前記グロープラグの所定回転方向を正方向として、
−４５°≦θ≦４５°
の関係を満たす範囲で前記グロープラグを取付けることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの取付構造。
【請求項３】
前記セラミックヒータは、前記発熱素子のうち、軸線方向に沿って延びる一対の導電部が、前記セラミックヒータの軸線と直交する断面において、前記セラミックヒータの軸心を通る所定の基準線を挟んで略線対称に配置されるとともに、前記基準線に沿った部位が前記最大厚肉部となったものであって、
前記セラミックヒータの軸線と直交する直交平面において、
前記燃料噴射ノズルの軸線を前記直交平面に投影した投影軸線の延長線が、
前記セラミックヒータの周面のうち、ヒータ周方向における前記基準線となす角度をθをとして、
−４５°≦θ≦４５°
の関係を満たす範囲を通過するように前記グロープラグを取付けることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの取付構造。
【請求項４】
前記グロープラグは、前記セラミックヒータの先端の通電温度が１２００℃以上となるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のグロープラグの取付構造。
【請求項５】
前記基体は、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を主成分として成形されたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のグロープラグの取付構造。
【請求項６】
前記ディーゼルエンジンが、直接噴射式ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のグロープラグの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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の取付構造に係り、特にセラミックヒータを具備したグロープラグの取付構造を提供することにある。
関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンにおいては、燃料を噴射する燃料噴射ノズルとともに、グロープラグの先端を燃焼室内に臨ませ、エンジン始動前などにグロープラグで燃料噴射ノズル周囲を予熱して、着火性を高めることが行われている。
【０００３】
近年では、排ガス規制の強化などに鑑み、グロープラグの高温化が要求されてきている。そこで、短時間での急速昇温が可能で、耐磨耗性や耐酸化性に優れたセラミックヒータを利用したものが広く使用されるようになってきた。このようなセラミックヒータとしては、例えば高強度で耐酸化性に優れた窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を主成分とし、導電性セラミックからなる発熱素子を、絶縁性セラミックからなる基体中に埋設したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３６４８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、最近では、上記グロープラグのさらなる高温化の観点から、エンジン燃焼室内における燃料噴射やスワールによる冷却量を加味して、セラミックヒータの発熱温度（通電温度）を例えば１３５０℃程度の高温まで通電制御するエンジン制御の例も少なくない。このような高温高圧・腐食環境下では、例え耐熱性の高い窒化珪素製のセラミックヒータであっても、酸化腐食によって基体の厚みが著しく減少し、発熱素子が露出したり、ひいてはクラックの発生や折損に至るおそれがある。エンジン側に関しても燃料噴射圧のさらなる高圧化などが図られており、セラミックヒータの耐久性に関して、さらに厳しい環境になりつつある。このため、セラミックグロープラグのメリットの１つでもあるフリーメンテナンス性の低下が危惧される。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディーゼルエンジンへのグロープラグの取付構造に係り、セラミックヒータを具備したセラミックグロープラグの耐久性を向上することのできるグロープラグの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を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等を付記する。
【０００７】
構成１．本構成のグロープラグの取付構造は、
導電性セラミックからなる発熱素子を絶縁性セラミックからなる基体中に埋設してなる棒状のセラミックヒータを具備したグロープラグを、ディーゼルエンジンに対し、燃料噴射ノズルの臨む燃焼室内に前記セラミックヒータを突出させた状態で取付けるグロープラグの取付構造であって、
前記セラミックヒータの径方向に対して前記基体の周面から前記発熱素子の表面までの距離が前記セラミックヒータの周方向において最大となるセラミックヒータの最大厚肉部が、前記燃料噴射ノズルの取付軸線方向に見て、前記燃料噴射ノズル側に向くようにグロープラグを取付けることを特徴とする。
【０００８】
セラミックヒータは、表面温度が高くなればなるほど、酸化腐食により基体表面の消耗量が多くなる。このため、基体の周面から発熱素子の表面までの距離、すなわち基体の厚みがセラミックヒータ周方向において異なっている場合には、厚肉部に比べて薄肉部の方がより高温になりやすく、基体表面の消耗量が多くなる傾向にある。さらに、燃料噴射ノズルから噴射される燃料が噴きつけられる部位では、他の部位に比べて、当該噴射燃料の衝突による消耗が加わるおそれがある。従って、仮に燃料噴射ノズルから燃料が噴きつけられる部位が薄肉部であると、発熱素子が露出したり、ひいてはクラックの発生や折損に至るといった不具合が発生しやすくなるおそれがある。
【０００９】
これらの点を考慮して、上記構成１のように、消耗しても影響の少ないセラミックヒータの最大厚肉部を、噴射燃料が噴きかかりやすい燃料噴射ノズル側に臨ませることにより、消耗による影響をできる限り少なくして、上記不具合の発生を抑制することができる。
【００１０】
ここで、「前記セラミックヒータの径方向に対して前記基体の周面から前記発熱素子の表面までの距離」について図面を用いて説明する。図６は棒状のセラミックヒータが有する軸線に垂直な仮想平面を紙面とした仮想断面図である。この仮想断面上において、径方向に垂直な、基体５１の周面に接する直線Ａ１と、発熱素子５２の表面に接する直線Ａ２とが平行となるようにとり、この２直線間距離が「前記セラミックヒータの径方向に対して前記基体の周面から前記発熱素子の表面までの距離」である。この２直線間距離を全周にわたって種々とったときに最も大きい値を有する部位（図６にて部位５３と示す）が「最大厚肉部」に相当する。
【００１１】
尚、上記「セラミックヒータの最大厚肉部が燃料噴射ノズル側に向く」とあるのは、例えば、以下の構成２や構成３のように特定してもよい。
【００１２】
構成２．上記構成１において、前記セラミックヒータは、前記発熱素子のうち、軸線方向に沿って延びる一対の導電部が、前記セラミックヒータの軸線と直交する断面において、前記セラミックヒータの軸心を通る所定の基準線を挟んで略線対称に配置されるとともに、前記基準線に対応する部位が前記最大厚肉部となったものであって、
前記燃料噴射ノズルの取付軸線方向に見て、前記セラミックヒータの向きを、前記燃料噴射ノズルの軸心と前記セラミックヒータの軸心とを結ぶ線分に対して前記基準線がなす角度θとして表したとき、
前記グロープラグの所定回転方向を正方向として、
−４５°≦θ≦４５°
の関係を満たす範囲で前記グロープラグを取付けることを特徴とする。
【００１３】
構成３．上記構成１において、前記セラミックヒータは、前記発熱素子のうち、軸線方向に沿って延びる一対の導電部が、前記セラミックヒータの軸線と直交する断面において、前記セラミックヒータの軸心を通る所定の基準線を挟んで略線対称に配置されるとともに、前記基準線に沿った部位が前記最大厚肉部となったものであって、
前記セラミックヒータの軸線と直交する直交平面において、
前記燃料噴射ノズルの軸線を前記直交平面に投影した投影軸線の延長線が、
前記セラミックヒータの周面のうち、ヒータ周方向における前記基準線となす角度をθをとして、
−４５°≦θ≦４５°
の関係を満たす範囲を通過するように前記グロープラグを取付けることを特徴とする。
【００１４】
また、セラミックヒータの通電温度（発熱温度）が、例えば１１００℃程度に満たない温度環境下であれば、セラミックヒータの酸化消耗などは、ほとんど問題にならない。従って、以下の構成４のもと、上記構成１〜３がより効果的に作用する。
【００１５】
構成４．上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記グロープラグは、前記セラミックヒータの先端の通電温度が１２００℃以上となるものであることを特徴とする。
【００１６】
上記構成４のように、通電温度の高温化は排ガスの清浄化のためには必要不可欠ではありながらも基体の消耗が懸念される。逆説的にはグロープラグを取り付けたエンジンで定常作動させたときに、セラミックヒータの通電温度が１２００℃に達する場合に本発明は特に奏効する。しかしながら、例えばアルミナを主成分としたセラミックヒータでは、通電温度が１２００℃以上となることを提供することが困難であり、以下の構成５とすることが望ましい。
【００１７】
構成５．上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記基体は、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を主成分として成形されたものであることを特徴とする。
【００１８】
上記構成５のようにすれば、通電温度が１２００℃以上となるようなセラミックヒータを構成しても耐久性に優れたものを実現することができる。また、このように高温となるセラミックヒータであるからこそ上記のような問題が生じやすく、本発明がより一層奏効するものである。
【００１９】
構成６．上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記ディーゼルエンジンが、直接噴射式ディーゼルエンジンであることを特徴とする。
【００２０】
直接噴射式ディーゼルエンジンに上記各構成のグロープラグの取付構造を適用した場合には、グロープラグの耐久性の向上により、直接噴射式ディーゼルエンジンにおける高出力、省燃費、排ガス低減などの性能を長期間維持することが可能となる。なお、直接噴射式ディーゼルエンジンでは、燃料噴射ノズルからの燃料噴射方向が特定方向に限られ、当該方向から外れた位置にセラミックヒータを配置しているが、セラミックヒータの燃料噴射ノズル側に向いた部位には、スワール等の影響によって、噴射燃料が噴きかかるおそれが高い。従って、上記各構成のグロープラグの取付構造が効果を発揮することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず、本発明に係るグロープラグの一例について、図１，２を参照しつつ説明する。図１は、グロープラグ１の縦断面図であり、図２は、セラミックヒータ４を中心に示す部分拡大断面図である。尚、図１，２においては、図の下側をグロープラグ１（セラミックヒータ４）の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２２】
図１に示すように、グロープラグ１は、主体金具２、中軸３、セラミックヒータ４、絶縁部材５，６、外筒７、かしめ部材８等を備えている。主体金具２は、略円筒状をなし、その長手方向中央部外周には、グロープラグ１を後述するエンジン３０のシリンダヘッド３３（図３参照）に取付けるための雄ねじ部１１が形成されている。また、主体金具２の後端部外周には六角形状をなす鍔状の工具係合部１２が形成されており、前記シリンダヘッド３３にグロープラグ１を螺合する際に、使用される工具が係合されるようになっている。
【００２３】
主体金具２の内周側には、後端側へ一端を突出させた金属製で丸棒状の中軸３の他端が収容されている。この中軸３の外周と主体金具２の内周との間にはリング状の絶縁部材５が設けられており、中軸３の中心軸と、主体金具２の中心軸とが軸線Ｃ１上で一致するように中軸３が固定されている。さらに、主体金具２の後端側より、中軸３を挿通させた状態で、別の絶縁部材６が設けられている。当該絶縁部材６は、筒状部１３及びフランジ部１４を具備しており、筒状部１３が前記中軸３と主体金具２との隙間に嵌合されている。また、前記絶縁部材６の上端側より、略円筒状のかしめ部材８が中軸３に嵌合されている。かしめ部材８は、その先端面が前記絶縁部材６のフランジ部１４に当接した状態で、その胴部外周においてかしめられている。これにより、中軸３と主体金具２との間に嵌合された絶縁部材６が固定され、中軸３からの抜けが防止されるようになっている。
【００２４】
また、主体金具２の先端部には金属製の外筒７が接合されている。より詳しくは、外筒７は後端側に厚肉部１５を有しており、当該厚肉部１５の後端外周には段状の係合部１６が形成されている。そして、当該係合部１６に前記主体金具２の先端内周が係合されている。
【００２５】
前記中軸３の先端側にはセラミックヒータ４が設けられている。セラミックヒータ４は、基体２１及び発熱素子２２を備えている（図２参照）。すなわち、基体２１は、絶縁性セラミックからなり、焼成され、かつ先端が曲面状に加工されており、その内部において、焼成された導電性セラミックからなる発熱素子２２が埋設状態で保持されている。このセラミックヒータ４は、その胴部外周が、前記外筒７によって保持されている。尚、セラミックヒータ４のうち、外筒７よりも後端側の部分は、主体金具２内部に収容された格好となっているが、セラミックヒータ４が外筒７によって強固に位置決め固定されていることから、主体金具２には接触しない構造となっている。
【００２６】
さらに、前記中軸３の先端は、小径部１７となっており、当該小径部１７は主体金具２の長手方向略中央に位置している。また、前記セラミックヒータ４の後端には電極リング１８が嵌め込まれており、当該電極リング１８と、前記中軸３の小径部１７とがリード線１９によって接続され、両者間の電気的導通が図られている。
【００２７】
次に、セラミックヒータ４の詳細について図２を主として参照しつつ説明する。前述のとおり、セラミックヒータ４は、絶縁性セラミックよりなり、軸線Ｃ１方向に延びる略同径で丸棒状の基体２１を有し、その内部に、導電性セラミックよりなり断面略Ｕ字状をなす発熱素子２２が保持されている。発熱素子２２は、導電部としての１対の棒状のリード部２３，２４と、前記リード部２３，２４の先端部同士を連結する略Ｕ字状の連結部２５とを備え、連結部２５のうち特に先端側の部分が発熱部２６となっている。発熱部２６は、いわゆる発熱抵抗体として機能する部位であり、曲面状に形成されたセラミックヒータ４の先端部分において、その曲面に合わせた略Ｕ字形状をなしている。本実施形態では、発熱部２６の断面積がリード部２３，２４の断面積よりも小さくなるように構成されており、通電時には、主に発熱部２６において積極的に発熱が行われるようになっている。
【００２８】
また、リード部２３，２４は、前記連結部２５の両端に接続されており、それぞれセラミックヒータ４の後端へ向けて互いに略平行に延設されている。そして、一方のリード部２３の後端寄りの位置には、電極取出部２７が外周方向に突設され、セラミックヒータ４の外周面に露出状態とされている。同様に、他方のリード部２４の後端寄りの位置にも、電極取出部２８が外周方向に突設され、セラミックヒータ４の外周面に露出状態とされている。前記一方のリード部２３の電極取出部２７は、セラミックヒータ４の長手方向（軸線Ｃ１方向）において、前記他方のリード２４の電極取出部２８よりも後端側に位置している。
【００２９】
電極取出部２８の露出部分は、外筒７の内周面に対して接触しており、これにより外筒７とリード部２４との電気的導通が図られている。また、電極取出部２７の露出部分に対応して、前述した電極リング１８が嵌められており、この電極リング１８の内周面に電極取出部２７が接触して、電極リング１８とリード部２３との電気的導通が図られている。すなわち、電極リング１８にリード線１９を介して電気的に接続された前記中軸３と、外筒７に係合し電気的に接続された主体金具２とが、グロープラグ１において、セラミックヒータ４の発熱部２６に通電するための陽極・陰極として機能する。
【００３０】
図２のＫ−Ｋ線断面図である図４に示すように、セラミックヒータ４では、発熱素子２２を構成する一対のリード部２３，２４が、セラミックヒータ４の軸心Ｇ１を通る基準線Ｙを挟んで略線対称に配置されている。このため、セラミックヒータ４の径方向に対して基体２１の周面からリード部２３，２４の表面までの距離、いわゆる基体２１の厚みにはその周方向において偏りがある。例えば、基準線Ｙに沿った部位の厚みＤ１の方が、基準線Ｙと直交しかつ軸心Ｇ１を通る直線Ｘに沿った厚みＤ２よりも大きくなっている。本実施形態では、基準線Ｙに沿った部位の厚みＤ１がセラミックヒータ４の周方向において最大となっている。すなわち、この部位が本実施形態における最大厚肉部に相当する。
【００３１】
また、本実施形態では、基体２１を構成する材料として、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を主成分とした絶縁性セラミックが用いられるとともに、発熱素子２２を構成する材料として、タングステンカーバイトを主成分とし、窒化珪素を混合した導電性セラミックが用いられる。窒化珪素を混合して発熱素子２２を成形することにより、基体２１との熱膨張差を小さくすることができる。
【００３２】
次に、ディーゼルエンジンへのグロープラグ１の取付構造について説明する。まず、グロープラグ１の取付けられるディーゼルエンジンの一例について図３を参照しつつ説明する。図３は、グロープラグ１を中心に示すディーゼルエンジンの部分拡大断面図である。
【００３３】
ディーゼルエンジン３０は、副燃焼室式のエンジンであって、シリンダ３１を有するシリンダブロック３２、及び、当該シリンダブロック３２上に載置されたシリンダヘッド３３を備えている。
【００３４】
そして、シリンダ３１の内周面、シリンダヘッド３３の下面及び図示しないピストンの上面により主燃焼室３４が構成されるとともに、シリンタヘッド３３には、主燃焼室３４に対し噴孔３５を介して開口した副燃焼室３６が設けられている。なお、シリンダヘッド３３には、上記主燃焼室３４に開口する図示しない吸気ポート及び排気ポートが形成され、それぞれ吸気弁及び排気弁により開閉される。
【００３５】
また、シリンダヘッド３３には、副燃焼室３６内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル３７が取付軸線Ｃ２に沿って一側方に傾いた状態で取付けられている。燃料噴射ノズル３７は、上記噴孔３５に対向して副燃焼室３６内に臨んでいる。
【００３６】
一方、グロープラグ１は、シリンタヘッド３３に形成されたプラグ取付孔３８に取付けられ、セラミックヒータ４の先端部が副燃焼室３６内に突き出すように位置決めされている。このため、セラミックヒータ４の先端部は燃料噴射ノズル３７よりも燃焼室中央寄りに配置される。
【００３７】
そして、グロープラグ１に通電してセラミックヒータ４を発熱させた状態で、燃料噴射ノズル３７から燃料を噴射すると、当該燃料に着火してディーゼルエンジン３０が始動する。
【００３８】
但し、本実施形態では、ディーゼルエンジン３０に対するグロープラグ１の周方向取付向きに関して適切な向きが決められている。具体的には、図５に示すように、セラミックヒータ４の軸線Ｃ１と直交する直交平面（図５の紙面）において、燃料噴射ノズル３７の取付軸線Ｃ２を前記直交平面に投影した投影軸線Ｃ２´の延長線Ｓが、セラミックヒータ４の周面のうち、ヒータ周方向における上記基準線Ｙとなす角度（取付角度）をθとして、−４５°≦θ≦４５°の範囲を通過するように、グロープラグ１を取付ける。これにより、基体２１の厚みの比較的厚い部分が燃料噴射ノズル３７側に向くようになる。なお、この範囲（−４５°≦θ≦４５°）は、後述する試験結果に基づくものである。
【００３９】
グロープラグ１の位置決めに関しては、例えば以下に示す構成により可能となる。つまり、主体金具２の側面の周方向所定箇所に突起部を形成しておくとともに、この突起部の位置と、セラミックヒータ４の基準線Ｙとの位置とに関係を持たせた状態で、主体金具２とセラミックヒータ４とを接合する。また、プラグ取付孔３８において、主体金具２の突起部に嵌合するキー溝を設けておき、両者が周方向１箇所でのみ嵌合する構成とする。これにより、突起部がキー溝に嵌合した状態において、燃料噴射ノズル３７に対するセラミックヒータ４が特定向きに向いた状態にグロープラグ１を位置決めすることができる。
【００４０】
ここで、２２００ｃｃのディーゼルエンジン３０にグロープラグ１を取付けた状態で行ったグロープラグ１の耐久試験の結果を表１に示す。この耐久試験では、ディーゼルエンジン３０を４０００ｒｐｍのスロットル全開で５分間運転させた後、１分間休止するのを１サイクルとして、これを繰り返し１０００時間行った。そして、２００時間毎にＸ線にて周方向にセラミックヒータ４（基体２１）全体を観察し、最大消耗部における消耗量を基に、基体２１の肉厚の残量から基体２１表面の消耗量を算出した。
【００４１】
【表１】
2007263456.tif 000003
試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５（実施例１〜９、比較例１〜６）では、ほぼ同一の形状・構造を有するグロープラグ１に関して、セラミックヒータ４先端の発熱温度、セラミックヒータ４の主材料、及び、ディーゼルエンジン３０に対する取付角度などを変化させて、耐久試験を行い、これら試験で使用したグロープラグ１における基体２１表面の消耗量について検証した。なお、発熱温度に関しては、セラミックヒータ４の先端から２．５ｍｍの位置における基体２１の最大厚肉部（基体２１における基準線Ｙに沿った厚みＤ１の部位）の表面温度を測定している。また、この測定に関しては、基体２１に埋設される熱電対によって行っている。つまり、この熱電対は、基準線Ｙ方向における厚みＤ１の範囲内かつ直線Ｘ方向における両リード部２３，２４間の範囲内における基体２１表面近傍において軸線Ｃ１方向に沿って埋設されており、その温度測定部位がセラミックヒータ４の先端から２．５ｍｍの位置に設定されている。
【００４２】
具体的には、試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７（実施例１〜５、比較例１，２）では、窒化珪素を主材料として製作したセラミックヒータ４の発熱温度が１２２０℃のグロープラグ１に関して取付角度を変化させて試験を行った。
【００４３】
試験Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１０（実施例６，７、比較例３）では、窒化珪素を主材料として製作したセラミックヒータ４の発熱温度が１１００℃のグロープラグ１に関して取付角度を変化させて試験を行った。
【００４４】
試験Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３（実施例８，９、比較例４）では、窒化珪素を主材料として製作したセラミックヒータ４の発熱温度が１３００℃のグロープラグ１に関して取付角度を変化させて試験を行った。
【００４５】
試験Ｎｏ．１４，Ｎｏ．１５（比較例５，６）では、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主材料として製作したセラミックヒータ４の発熱温度が１２２０℃のグロープラグ１に関して取付角度を変化させて試験を行った。
【００４６】
表１に示す実施例１〜３及び比較例１の結果から、グロープラグ１の取付角度θが０°に近いほど、すなわち基体２１の最大厚肉部が噴射ノズル３７に相対向するほど、基体２１の消耗量が少ないことが判る。逆に、取付角度θが４５°を超えると、基体２１の消耗量が急激に増加する傾向にある。これは、取付角度θが４５°を超えると、基体２１の比較的薄肉の部位が噴射ノズル３７側に向いてしまうため、高温環境下における酸化腐食と、噴射ノズルからの噴射燃料による磨耗との相乗効果により、基体２１の消耗が進行するためと推測できる。具体的には、取付角度θ＝０°の実施例１では、４００時間経過時における基体２１の消耗量が０であるのに対し、取付角度θ＝５０°の比較例１では、２００時間経過時において、すでに消耗量が０．０３ｍｍとなっている。
【００４７】
これは、実施例４，５及び比較例２の結果からも判るように、グロープラグ１の取付角度θがマイナス側となる向きであっても同様であり、グロープラグ１の取付角度θが０°に近いほど、基体２１の消耗量が少なく、取付角度θが−４５°を下回ると、基体２１の消耗量が急激に増加する傾向にある。
【００４８】
また、実施例６，７及び比較例３の結果からも判るように、セラミックヒータ４の発熱温度が１１００℃とやや低いグロープラグ１の場合も、実施例１〜５及び比較例１，２とほぼ同様の値が得られ、基体２１の消耗量と取付角度θとの関係性も変わらない。
【００４９】
さらに、実施例８，９及び比較例４の結果から判るように、セラミックヒータ４の発熱温度が１３００℃とやや高いグロープラグ１の場合には、全体的に基体２１の消耗量は増える傾向にあるが、基体２１の消耗量と取付角度θとの関係性に係る傾向は変わらない。
【００５０】
一方、セラミックヒータ４の主材料をアルミナとし、その発熱温度を１２２０℃とした場合には、比較例５，６の結果から判るように、基体２１の消耗量が極めて多く、１０００時間経過前に、クラックや折損などの不具合が発生した。
【００５１】
尚、表１では、耐久試験１０００時間経過後において、基体２１の消耗量が０．１５ｍｍ以下のものを良（○）と判定し、０．１５ｍｍを越えるものを不良（×）として示している。
【００５２】
上記試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５の結果を踏まえて判断すると、取付角度θが−４５°≦θ≦４５°を満たす範囲でグロープラグ１を取付けるようにすれば、基体２１の厚みの比較的厚い部分が燃料噴射ノズル３７側に向くようになるため、消耗による影響をできる限り少なくすることができ、グロープラグ１の耐久性向上を図ることができる。
【００５３】
なお、窒化珪素を主材料とし、発熱温度が１１００℃以上のセラミックヒータ４であれば、基体２１の消耗量と取付角度θとの関係性もほとんど変わりはないが、排ガス規制の観点からは、発熱温度が１２００℃以上となるセラミックヒータ４を採用することがより好ましい。
【００５４】
なお、上述した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。
【００５５】
（ａ）グロープラグ１の形状等は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、リード部２３，２４の断面形状が略円形状となったものでもよい。また、セラミックヒータ４に関しても、必ずしも断面円形状である必要はなく、例えば断面楕円形状であってもよい。
【００５６】
（ｂ）上記実施形態では、過酷な環境を作り出し加速試験を行うのに容易な副燃焼室式のディーゼルエンジン３０を用いて耐久試験を行っているが、本発明はディーゼルエンジンの形式に限定されるものではない。例えば、直接噴射式のディーゼルエンジンにおいて適用することも可能である。直接噴射式ディーゼルエンジンに上記グロープラグの取付構造を適用した場合には、グロープラグの耐久性の向上により、直接噴射式ディーゼルエンジンにおける高出力、省燃費、排ガス低減などの性能を長期間維持することが可能となる。
【００５７】
（ｃ）燃料噴射ノズル３７の取付軸線Ｃ２とセラミックヒータ４の軸線Ｃ１との位置関係は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、燃料噴射ノズル３７の取付軸線Ｃ２と、セラミックヒータ４の軸線Ｃ１とが同一平面上にない構成、すなわち両者がねじれの位置関係にある構成としてもよい。この場合、燃料噴射ノズル３７に対するグロープラグ１の周方向取付向きに関しては、以下の構成とすることが好ましい。セラミックヒータ４の軸心Ｇ１と燃料噴射ノズル３７の軸心とを結ぶ線分に対して上記基準線Ｙがなす角度（取付角度）をθとして表したとき、グロープラグ１の所定回転方向（例えばねじ込み方向）を正方向として、−４５°≦θ≦４５°の関係を満たす範囲でグロープラグ１を取付ける。これにより、上記実施形態と同様の作用効果が奏されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態のグロープラグの構成を示す縦断面図である。
【図２】セラミックヒータを中心に示すグロープラグの部分拡大断面図である。
【図３】ディーゼルエンジンの部分拡大断面図である。
【図４】セラミックヒータの径方向に沿った断面を示す図２のＫ−Ｋ線断面図である。
【図５】燃料噴射ノズルとセラミックヒータとの向き関係を説明するための模式図である。
【図６】基体の周面から発熱素子の表面までの距離について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…グロープラグ、４…セラミックヒータ、２１…基体、２２…発熱素子、２３，２４…リード部、３０…ディーゼルエンジン、３７…燃料噴射ノズル、Ｄ１，Ｄ２…基体の厚み、Ｙ…基準線。
【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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【図６】
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