(57)【要約】【課題】シースヒータ及びグロープラグにおいて、発熱コイル内部への窒素の侵入を抑制し、発熱コイル内部の窒化を防止することで、耐久性の向上及び長寿命化を図る。【解決手段】グロープラグ１は、筒状の主体金具２と、当該主体金具２に装着されたシースヒータ３とを備える。シースヒータ３は、軸線Ｃ１方向に延びるチューブ７と、当該チューブ７内に挿通される中軸８、発熱コイル９、及び、制御コイル１０とを備える。チューブ７は、Ｎｉ又はＦｅを主成分とするとともに、発熱コイル９には、Ａｌが８質量％以上１５質量％以下含有される。チューブ７の先端部分及び発熱コイル９の先端部分は、先端側接合領域２１で接合される。先端側接合領域２１において、先端側勾配形成区間Ｎ１における、チューブ７側から発熱コイル９側へ向けての所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分が設けられる。【選択図】      図４
2009156560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と直接的或いは間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはニッケル又は鉄を主成分とするとともに、
前記発熱コイルはアルミニウムを８質量％以上１５質量％以下含有し、
さらに、前記チューブの先端及び前記発熱コイルの先端が接合された領域であって、前記チューブを構成する金属成分及び前記発熱コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された先端側接合領域において、
下記の所定区間（Ａ）における、前記チューブ側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とするシースヒータ。
所定区間（Ａ）：前記軸線と前記発熱コイルの先端の中心とを通る断面における、前記先端側接合領域の外形線及び前記発熱コイルの外形線の境界点である第１境界点と第２境界点とを結ぶ境界点連結線分の中心点から、前記境界点連結線分の垂直二等分線に沿って前記先端側接合領域側に５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｂ）：前記境界点連結線分の垂直二等分線が延びる方向
【請求項２】
軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはニッケル又は鉄を主成分とするとともに、
前記発熱コイルはアルミニウムを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とするシースヒータ。
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記発熱コイルの外形線及び前記後端側接合領域の外形線の境界点である後端側第１境界点と後端側第２境界点とを結ぶ後端側境界点連結線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分に沿って、前記後端側境界点連結線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
【請求項３】
軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはニッケル又は鉄を主成分とするとともに、
前記発熱コイルはアルミニウムを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記チューブの先端及び前記発熱コイルの先端が接合された領域であって、前記チューブを構成する金属成分及び前記発熱コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された先端側接合領域において、
下記の所定区間（Ａ）における、前記チューブ側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備し、
併せて、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とするシースヒータ。
所定区間（Ａ）：前記軸線と前記発熱コイルの先端の中心とを通る断面における、前記先端側接合領域の外形線及び前記発熱コイルの外形線の境界点である第１境界点と第２境界点とを結ぶ境界点連結線分の中心点から、前記境界点連結線分の垂直二等分線に沿って前記先端側接合領域側に５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｂ）：前記境界点連結線分の垂直二等分線が延びる方向
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記発熱コイルの外形線及び前記後端側接合領域の外形線の境界点である後端側第１境界点と後端側第２境界点とを結ぶ後端側境界点連結線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、前記後端側境界点連結線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
【請求項４】
軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはニッケル又は鉄を主成分とするとともに、
前記発熱コイルはアルミニウムを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が抵抗溶接によって接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とするシースヒータ。
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記後端側接合領域形成前の前記発熱コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記制御コイルに対して当接する仮想当接線分と、前記後端側接合領域形成前の前記制御コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記発熱コイルに対し当接する仮想当接線分との中間に位置する仮想中間線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、前記仮想中間線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
【請求項５】
軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはニッケル又は鉄を主成分とするとともに、
前記発熱コイルはアルミニウムを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記チューブの先端及び前記発熱コイルの先端が接合された領域であって、前記チューブを構成する金属成分及び前記発熱コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された先端側接合領域において、
下記の所定区間（Ａ）における、前記チューブ側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備し、
併せて、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が抵抗溶接によって接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とするシースヒータ。
所定区間（Ａ）：前記軸線と前記発熱コイルの先端の中心とを通る断面における、前記先端側接合領域の外形線及び前記発熱コイルの外形線の境界点である第１境界点と第２境界点とを結ぶ境界点連結線分の中心点から、前記境界点連結線分の垂直二等分線に沿って前記先端側接合領域側に５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｂ）：前記境界点連結線分の垂直二等分線が延びる方向
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記後端側接合領域形成前の前記発熱コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記制御コイルに対して当接する仮想当接線分と、前記後端側接合領域形成前の前記制御コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記発熱コイルに対し当接する仮想当接線分との中間に位置する仮想中間線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、前記仮想中間線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
【請求項６】
前記発熱コイルは、クロムを５質量％以上２０質量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシースヒータ。
【請求項７】
前記発熱コイルは、１０００℃におけるクロムの窒化物生成自由エネルギーよりも１０００℃における窒化物生成自由エネルギーが少ない元素を少なくとも１種類含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシースヒータ。
【請求項８】
前記発熱コイルは、マンガン、ケイ素、ホウ素、バナジウム、タンタル、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、及び、セリウム等の希土類元素を少なくとも１種類含有するとともに、これらの総含有量を０．００１質量％以上５質量％以下としたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシースヒータ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシースヒータを具備することを特徴とするグロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体や気体の加熱装置としてのシースヒータや、当該シースヒータを備えた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、先端部の閉じた金属製のチューブ内に、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）等を含有する発熱コイルを封入したシースヒータを用いるものが知られている。
【０００３】
チューブ内に配設される発熱コイルの先端部は、当該先端部とチューブの先端部とを溶融して形成された溶融部によって接合される。一方で、発熱コイルの後端部は、直接又は制御コイルを介して、チューブ後部に挿入された中軸（リード部材）の先端に接合される。そして、当該中軸を介して通電されることにより発熱コイルが発熱する。
【０００４】
ここで、グロープラグを長期間使用していると、発熱コイル内部へと窒素が侵入し、Ｃｒ等の窒化が進行してしまうおそれがある。窒化が進行してしまうと、発熱コイル内部に窒化物が散在することとなってしまうため、発熱コイルの脆弱化、ひいては断線を引き起こしてしまうおそれがある。
【０００５】
これに対し、チューブの後端開口にフッ素ゴムよりなる封止体を設けることで、チューブ内への窒素の侵入を防止し、発熱コイル内部の窒化を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１６７５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、近年、グロープラグの長寿命化が益々要求されるようになっており、排ガスをよりクリーンなものとするために、ディーゼルエンジン始動後、従前よりも高温かつ長時間にわたっての加熱が必要となってきている。このような状況下において、上記技術では十分に窒素の侵入を防止することができないおそれがある。
【０００７】
そこで、発熱コイル内部への窒素の侵入経路について、本願発明者が鋭意検討したところ、次のような事実が明らかとなった。すなわち、発熱コイルを構成する材料にＡｌが含まれていると、その表層には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の被膜が形成される。そして、当該被膜の形成により発熱コイル表層から発熱コイル内部への窒素の侵入が効果的に抑制される。一方で、例えば、発熱コイル先端部とチューブとが相互に溶融されて形成された溶融部を鑑みると、チューブにはＡｌが含有されていない場合が一般的であるため、前記溶融部におけるＡｌの含有量は比較的少ないものとなってしまう。そのため、発熱コイルの近傍にＡｌ含有量が少ない領域が存在すると、ＡｌＮ等の被膜が形成されずに、当該領域から発熱コイルの内部へと窒素が侵入してしまうおそれがある。
【０００８】
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、発熱コイル内部への窒素の侵入を抑制することで、発熱コイル内部の窒化を防止し、ひいては耐久性に優れ、長寿命化を図ることが可能なシースヒータ及びグロープラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、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を付記する。
【００１０】
構成１．本構成のシースヒータは、軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と直接的或いは間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはニッケル（Ｎｉ）又は鉄（Ｆｅ）を主成分とするとともに、
前記発熱コイルはアルミニウム（Ａｌ）を８質量％以上１５質量％以下含有し、
さらに、前記チューブの先端及び前記発熱コイルの先端が接合された領域であって、前記チューブを構成する金属成分及び前記発熱コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された先端側接合領域において、
下記の所定区間（Ａ）における、前記チューブ側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均アルミニウム（Ａｌ）濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とする。
【００１１】
所定区間（Ａ）：前記軸線と前記発熱コイルの先端の中心とを通る断面における、前記先端側接合領域の外形線及び前記発熱コイルの外形線の境界点である第１境界点と第２境界点とを結ぶ境界点連結線分の中心点から、前記境界点連結線分の垂直二等分線に沿って前記先端側接合領域側に５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｂ）：前記境界点連結線分の垂直二等分線が延びる方向
尚、「平均Ａｌ濃度勾配」とは、長さ１５μｍの区間におけるチューブ側から発熱コイル側へのＡｌ含有量の変化量を１５μｍで除算することにより算出した１μｍ当たりの平均Ａｌ変化量をいう（以下、同様）。
【００１２】
上記構成１によれば、発熱コイルには、Ａｌが含有されている。このため、発熱コイル表層に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の被膜が形成され、これにより、発熱コイル表層からの窒素の侵入を防止することができる。
【００１３】
ところで、発熱コイル近傍の先端側接合領域から侵入した窒素がＡｌと結合してＡｌＮ層が形成されるのであるが、当該ＡｌＮ層の形成に伴って、その周辺領域におけるＡｌの減少が懸念される。
【００１４】
この点、本構成１によれば、先端側接合領域の所定区間（Ａ）において、前記チューブ側から発熱コイル側へ向けての所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分が存在している。従って、ＡｌＮ層の形成にＡｌが消費されてしまったとしても、発熱コイル側からＡｌＮ層形成領域周辺へとＡｌを次から次へと移動させる（供給する）ことができる。これにより、さらに窒素が侵入してきたとしても、当該窒素は供給されてきたＡｌと結びついてＡｌＮが次々と形成され、最終的には広範囲にわたって強固なＡｌＮ層を形成することができる。その結果、発熱コイル近傍の先端側接合領域から発熱コイル内部への窒素の侵入を効果的に抑制することができ、ひいては発熱コイル内部における窒化物の生成を防止することができる。
【００１５】
さらに、発熱コイルにおけるＡｌの含有量が８質量％以上１５質量％以下と比較的多くされている。このため、ＡｌＮ層形成のためのＡｌが不足してしまうといった事態を抑制することができる。
【００１６】
以上のように、発熱コイル表層からの窒素の侵入、及び、発熱コイル近傍の先端側接合領域からの窒素の侵入を効果的に抑制できることから、発熱コイル内部における窒化物の生成をより確実に防止することができ、ひいては耐久性の飛躍的な向上及び長寿命化を図ることができる。
【００１７】
尚、Ａｌの含有量が８質量％未満の場合には、Ａｌが不足して上述の作用効果が十分に奏されないおそれがある。一方、Ａｌの含有量が１５質量％を超える場合には、加工性の低下を招いてしまうおそれがある。
【００１８】
また、発熱コイル内部の窒化を防止するという観点からは、チューブのＡｌ含有量を比較的多くすることが考えられる。ところが、Ａｌ含有量の増大に伴い、チューブの加工性が低下してしまうおそれがある。このため、良好な加工性を確保するためには、Ａｌ含有量を比較的少量（例えば、１３質量％以下）とすることが望ましい。換言すれば、このようにＡｌ含有量が最小限に抑えられたチューブを用いた上で、本構成１を採用することにより、加工性の低下を伴うことなく、発熱コイル内部の窒化を効果的に防止することができるといえる。
【００１９】
ところで、先端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けるには、必ずしも発熱コイル中のＡｌ含有量を単に多くするだけで実現できるとは限らない。すなわち、平均Ａｌ濃度勾配は、先端側接合領域を形成する際の発熱コイルとチューブとの溶接方法や溶接条件によって種々異なったものとなる。ここで、先端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けるための方策としては、例えば、抵抗溶接を採用したり、比較的弱い電流で、かつ、比較的短い時間で行うアーク溶接を採用したりすること等、溶融量を比較的少なくすることが挙げられる。但し、溶融量の減少は接合強度の低下を招いてしまうため、十分な接合強度を確保できる程度の溶融量を確保しておくことは必要である。
【００２０】
構成２．本構成のシースヒータは、軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはＮｉ又はＦｅを主成分とするとともに、
前記発熱コイルはＡｌを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とする。
【００２１】
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記発熱コイルの外形線及び前記後端側接合領域の外形線の境界点である後端側第１境界点と後端側第２境界点とを結ぶ後端側境界点連結線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分に沿って、前記後端側境界点連結線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
上記構成２によれば、発熱コイルには、Ａｌが含有されている。このため、発熱コイル表層にＡｌＮ等の被膜が形成され、発熱コイル表層からの窒素の侵入を防止することができる。
【００２２】
また、本構成２によれば、後端側接合領域の所定区間（Ｃ）において、前記制御コイル側から発熱コイル側へ向けての所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分が存在している。従って、ＡｌＮ層の形成にＡｌが消費されてしまったとしても、発熱コイル側からＡｌＮ層形成領域周辺へとＡｌを次から次へと移動させる（供給する）ことができる。これにより、さらに窒素が侵入してきたとしても、当該窒素は供給されてきたＡｌと結びついてＡｌＮが次々と形成され、最終的には広範囲にわたって強固なＡｌＮ層を形成することができる。その結果、後端側接合領域から発熱コイル内部への窒素の侵入を効果的に抑制することができ、ひいては発熱コイル内部における窒化物の生成を防止することができる。
【００２３】
さらに、発熱コイルにおけるＡｌの含有量が８質量％以上１５質量％以下と比較的多くされている。このため、ＡｌＮ層形成のためのＡｌが不足してしまうといった事態を抑制することができる。
【００２４】
尚、Ａｌの含有量が８質量％未満の場合には、Ａｌが不足して上述の作用効果が十分に奏されないおそれがある。一方、Ａｌの含有量が１５質量％を超える場合には、加工性の低下を招いてしまうおそれがある。
【００２５】
ところで、後端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けるには、必ずしも発熱コイル中のＡｌ含有量を単に多くするだけで実現できるとは限らない。ここで、後端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けるための方策としては、例えば、抵抗溶接を採用したり、比較的弱い電流で、かつ、比較的短い時間で行うアーク溶接を採用したりすること等、溶融量を比較的少なくすることが挙げられる。
【００２６】
構成３．本構成のシースヒータは、軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはＮｉ又はＦｅを主成分とするとともに、
前記発熱コイルはＡｌを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記チューブの先端及び前記発熱コイルの先端が接合された領域であって、前記チューブを構成する金属成分及び前記発熱コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された先端側接合領域において、
下記の所定区間（Ａ）における、前記チューブ側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備し、
併せて、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とする。
【００２７】
所定区間（Ａ）：前記軸線と前記発熱コイルの先端の中心とを通る断面における、前記先端側接合領域の外形線及び前記発熱コイルの外形線の境界点である第１境界点と第２境界点とを結ぶ境界点連結線分の中心点から、前記境界点連結線分の垂直二等分線に沿って前記先端側接合領域側に５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｂ）：前記境界点連結線分の垂直二等分線が延びる方向
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記発熱コイルの外形線及び前記後端側接合領域の外形線の境界点である後端側第１境界点と後端側第２境界点とを結ぶ後端側境界点連結線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、前記後端側境界点連結線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
上記構成３によれば、上記構成１及び構成２の作用効果が併せて奏されることとなる。すなわち、発熱コイル近傍の先端側接合領域及び後端側接合領域からの窒素の侵入を一挙に抑制することができ、発熱コイル内部への窒素の侵入をより一層確実に抑制することができる。その結果、発熱コイル内部における窒化物の生成をより一層確実に防止することができ、耐久性の更なる向上を図ることができる。
【００２８】
構成４．本構成のシースヒータは、軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはＮｉ又はＦｅを主成分とするとともに、
前記発熱コイルはＡｌを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が抵抗溶接によって接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とする。
【００２９】
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記後端側接合領域形成前の前記発熱コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記制御コイルに対して当接する仮想当接線分と、前記後端側接合領域形成前の前記制御コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記発熱コイルに対し当接する仮想当接線分との中間に位置する仮想中間線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、前記仮想中間線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
尚、前記両コイルの仮想当接線分が重なり合う場合には、当該仮想当接線分が仮想中間線分となる（以下、同様とする）。
【００３０】
上記構成４によれば、発熱コイル及び制御コイルが抵抗溶接によって接合されている場合において、上記構成２と同様の作用効果が奏されることとなる。
【００３１】
構成５．本構成のシースヒータは、軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のチューブと、
先端が前記チューブ内に位置し、後端が当該チューブの後端側へ突出するリード部材と、
抵抗発熱線よりなり、前記チューブ内に配設されるとともに、先端が前記チューブの先端に接合され、後端が前記リード部材の先端部と間接的に接合されることで前記リード部材と電気的に接続される発熱コイルとを備えたシースヒータであって、
前記チューブはＮｉ又はＦｅを主成分とするとともに、
前記発熱コイルはＡｌを８質量％以上１５質量％以下含有し、かつ、
前記発熱コイルの後端と前記リード部材の先端部とを間接的に接合する制御コイルを備え、
さらに、前記チューブの先端及び前記発熱コイルの先端が接合された領域であって、前記チューブを構成する金属成分及び前記発熱コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された先端側接合領域において、
下記の所定区間（Ａ）における、前記チューブ側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備し、
併せて、前記発熱コイルの後端及び前記制御コイルの先端が抵抗溶接によって接合された領域であって、前記発熱コイルを構成する金属成分及び前記制御コイルを構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことによって形成された後端側接合領域において、
下記の所定区間（Ｃ）における、前記制御コイル側から前記発熱コイル側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分を具備することを特徴とする。
【００３２】
所定区間（Ａ）：前記軸線と前記発熱コイルの先端の中心とを通る断面における、前記先端側接合領域の外形線及び前記発熱コイルの外形線の境界点である第１境界点と第２境界点とを結ぶ境界点連結線分の中心点から、前記境界点連結線分の垂直二等分線に沿って前記先端側接合領域側に５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｂ）：前記境界点連結線分の垂直二等分線が延びる方向
所定区間（Ｃ）：前記軸線と前記発熱コイルの後端の中心とを通る断面における、前記後端側接合領域形成前の前記発熱コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記制御コイルに対して当接する仮想当接線分と、前記後端側接合領域形成前の前記制御コイルの仮想外形線のうち、前記後端側接合領域形成時に前記発熱コイルに対し当接する仮想当接線分との中間に位置する仮想中間線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、前記仮想中間線分の中心点から前記発熱コイル側及び前記制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間
所定方向（Ｄ）：前記後端側垂直二等分線が延びる方向
上記構成５によれば、発熱コイル及び制御コイルが抵抗溶接によって接合されている場合において、上記構成３と同様の作用効果が奏されることとなる。
【００３３】
構成６．本構成のシースヒータは、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記発熱コイルは、クロム（Ｃｒ）を５質量％以上２０質量％以下含有することを特徴とする。
【００３４】
上記構成６によれば、発熱コイルには、Ｃｒが５質量％以上２０質量％以下含有されるため、発熱コイルの抵抗値を十分に増大させることができる。このため、発熱コイルに過度の細径化を施すことなく、十分な発熱性能を実現することができる。また、発熱コイルの過度の細径化を図る必要がないことから、発熱コイルを比較的太いものとすることでき、その結果、発熱コイルの耐久性の向上を図ることができる。
【００３５】
尚、Ｃｒの含有量が５質量％未満である場合には、抵抗値の増大が不十分となってしまうため、十分な発熱性能を得ることができない等が懸念される。一方で、Ｃｒの含有量が２０質量％を超える場合には、Ｃｒが比較的窒化しやすい元素であることから、Ｃｒの窒化が進行してしまい、耐久性の低下を招いてしまうおそれがある。
【００３６】
構成７．本構成のシースヒータは、上記構成１乃至６のいずれかにおいて、前記発熱コイルは、１０００℃におけるＣｒの窒化物生成自由エネルギーよりも１０００℃における窒化物生成自由エネルギーが少ない元素を少なくとも１種類含有することを特徴とする。
【００３７】
上記構成７によれば、発熱コイルには、シースヒータ使用時を想定した高温環境下（１０００℃）におけるＣｒの窒化物生成自由エネルギーよりも、１０００℃における窒化物生成自由エネルギーが小さい元素が少なくとも一種類含有される。このため、発熱コイルにＣｒが含有されている場合には、当該元素が窒素ゲッター元素として機能し、Ｃｒの窒化を防止することができる。これにより、耐久性のより一層の向上を図ることができる。
【００３８】
さらに、このような元素が含有されることで、発熱コイルを形成するＡｌ等の金属組織に格子歪が生じるため、Ａｌ等の金属組織に歪み負荷が発生する。これにより、Ａｌの移動（拡散）が促進され、Ａｌがより速やかに移動する（供給される）こととなる。結果として、ＡｌＮ層がより一層確実に形成されるため、発熱コイル内部への窒素の侵入を一層確実に抑制することができる。
【００３９】
構成８．本構成のシースヒータは、上記構成１乃至７のいずれかにおいて、前記発熱コイルは、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、及び、セリウム（Ｃｅ）等の希土類元素を少なくとも１種類含有するとともに、これらの総含有量を０．００１質量％以上５質量％以下としたことを特徴とする。
【００４０】
上記構成８によれば、上記構成７と同様の作用効果が奏されることとなる。
【００４１】
尚、前記総含有量が０．００１質量％未満の場合には、上記作用効果が十分に奏されないおそれがある。一方で、前記総含有量が５質量％を超える場合には、加工性の低下等を招いてしまうおそれがある。
【００４２】
構成９．構成１乃至８のいずれかに記載のシースヒータを具備することを特徴とするグロープラグ。
【００４３】
上記構成９によれば、筒状の主体金具を具備するグロープラグに上記思想が適用される。すなわち、グロープラグとしてディーゼルエンジン等に使用された場合に、上記作用効果が奏されることとなる。尚、この場合において、上記構成１〜８のシースヒータのチューブは、主体金具の先端側から自身の先端部を突出させた状態で、前記主体金具に固定される。また、リード部材は、自身の後端が前記主体金具の後端から突出させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、本発明にかかるシースヒータを具備してなるグロープラグの一例を示す全体図であり、図１（ｂ）はその縦断面図である。
【００４５】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、グロープラグ１は、筒状の主体金具２と、主体金具２に装着されたシースヒータ３とを備えている。
【００４６】
主体金具２は、軸線Ｃ１方向に貫通する軸孔４を有するとともに、その外周面には、ディーゼルエンジンへの取付用のねじ部５と、トルクレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部６とが形成されている。
【００４７】
シースヒータ３は、チューブ７とリード部材としての中軸８とが軸線Ｃ１方向に一体化されて構成されている。
【００４８】
図２に示すように、チューブ７は、先端部が閉じた金属製の筒状チューブである。また、当該チューブ７の内側には、チューブ７先端に接合される発熱コイル９と、当該発熱コイル９の後端に直列接続された制御コイル１０とが酸化マグネシウム粉末等の絶縁粉末１１とともに封入されている。
【００４９】
本実施形態において、チューブ７と発熱コイル９とは、両者を構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことで形成され、チューブ７の一部をなす先端側接合領域２１によって接合されている。尚、先端側接合領域２１を形成するに際しては、発熱コイル９の先端に金属製のチップ部材を接合した上で、当該発熱コイル９の接合されたチップ部材とチューブ７とを溶融することで形成してもよい。
【００５０】
また、発熱コイル９と制御コイル１０とは、両者を構成する金属成分が相互に溶融されて混じり合うことで形成された後端側接合領域２２によって接合されている。尚、後端側接合領域２２を形成するに際しては、先端側接合領域２１を形成する場合に用いうるチップ部材同様に、発熱コイル９及び制御コイル１０間に金属製のチップ部材を介した上で、両コイル９，１０及び当該チップ部材を溶融することで形成してもよい。
【００５１】
さらに、チューブ７の後端は、中軸８との間で環状ゴム１７により封止されている。加えて、前述のように、発熱コイル９は、その先端においてチューブ７と導通しているが、発熱コイル９及び制御コイル１０の外周面とチューブ７の内周面とは、絶縁粉末１１の介在により絶縁された状態となっている。
【００５２】
発熱コイル９は、鉄（Ｆｅ）−アルミニウム（Ａｌ）系合金の抵抗発熱線により構成されている（この点については後述する）。また、制御コイル１０は発熱コイル９の材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質、例えばコバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎｉ）−Ｆｅ系合金等に代表されるＣｏ又はＮｉを主成分とする抵抗発熱線により構成されている。これにより、制御コイル１０は、自身の発熱及び発熱コイル９からの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイル９に対する電力供給量を制御する。従って、通電初期においては発熱コイル９には比較的大きな電力供給がなされ、発熱コイル９の温度は急速に上昇する。すると、その発熱により制御コイル１０が加熱されて電気抵抗値が増大し、発熱コイル９への電力供給が減少する。これにより、シースヒータ３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１０の働きにより電力供給が抑制されて温度が飽和する形となる。つまり、制御コイル１０の存在により、急速昇温性を高めつつ発熱コイル９の温度の過昇（オーバーシュート）も生じにくくすることができるようになっている。
【００５３】
また、チューブ７には、スウェージング加工等によって、その先端部に発熱コイル９等を収容する小径部７ａが形成されるとともに、その後端側において小径部７ａよりも径の大きい大径部７ｂが形成されている。そして、この大径部７ｂが、主体金具２の軸孔４に形成された小径部４ａに対し圧入接合されることにより、チューブ７が主体金具２の先端より突出した状態で保持される。
【００５４】
中軸８は、自身の先端がチューブ７内に挿入され、前記制御コイル１０の後端と電気的に接続されるとともに、主体金具２の軸孔４に挿通されている。中軸８の後端は主体金具２の後端から突出しており、この主体金具２の後端部においては、ゴム製等のＯリング１２、樹脂製等の絶縁ブッシュ１３、絶縁ブッシュ１３の脱落を防止するための押さえリング１４、及び、通電用のケーブル接続用のナット１５がこの順序で中軸８に嵌め込まれた構造となっている〔図１（ｂ）参照〕。
【００５５】
さらに、本実施形態において、発熱コイル９は、Ａｌを８質量％以上１５質量％以下（例えば、１０質量％）含有している。
【００５６】
尚、当該発熱コイル９に、クロム（Ｃｒ）を５質量％以上２０質量％以下（例えば、１０質量％）含有することとしてもよい。
【００５７】
さらに、当該発熱コイル９に、１０００℃におけるＣｒの窒化物生成自由エネルギーより１０００℃における窒化物生成自由エネルギーの小さい元素（「窒素ゲッター元素」という）が少なくとも１種類含有されていてもよい。このような窒素ゲッター元素としては、例えば、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、及び、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、及び、セリウム（Ｃｅ）等の希土類元素等を挙げることができる。但し、加工性の低下等を防止するという観点からは、これらの元素の総含有量は、０．００１質量％以上５質量％以下とすることが好ましい。
【００５８】
加えて、図３及び図４に示すように、先端側接合領域２１において、所定区間（Ａ）としての下記の先端側勾配形成区間Ｎ１における前記チューブ７（先端側接合領域２１）側から前記発熱コイル９側へ向けての下記の所定方向（Ｂ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分が設けられている。
【００５９】
尚、先端側勾配形成区間Ｎ１とは、前記軸線Ｃ１と前記発熱コイル９の先端の中心とを通る断面（すなわち、本実施形態においては図４の断面に等しい）における、前記先端側接合領域２１の外形線Ｇ１及び前記発熱コイル９の外形線Ｇ２の境界点である第１境界点Ｋ１と第２境界点Ｋ２とを結ぶ境界点連結線分Ｒ１の中心点Ｘ１から、前記境界点連結線分Ｒ１の垂直二等分線Ｓ１に沿って前記先端側接合領域２１側に５００μｍの長さを有する区間をいう。また、所定方向（Ｂ）とは、前記境界点連結線分Ｒ１の垂直二等分線Ｓ１が延びる方向をいう。
【００６０】
さらに、図５に示すように、後端側接合領域２２において、所定区間（Ｃ）としての下記の後端側勾配形成区間Ｎ２における前記制御コイル１０（後端側接合領域２２）側から前記発熱コイル９側へ向けての下記の所定方向（Ｄ）に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分が設けられている。
【００６１】
ここで、後端側勾配形成区間Ｎ２とは、前記軸線Ｃ１と前記発熱コイル９の後端の中心とを通る断面（すなわち、本実施形態においては図５の断面に等しい）における、前記発熱コイル９の外形線Ｇ２及び前記後端側接合領域２２の外形線Ｇ３の境界点である後端側第１境界点Ｋ３と後端側第２境界点Ｋ４とを結ぶ後端側境界点連結線分Ｒ２の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線Ｓ２に沿って、前記後端側境界点連結線分Ｒ２の中心点Ｘ２から前記発熱コイル９側及び前記制御コイル１０（後端側接合領域２２）側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間をいう。また、所定方向（Ｄ）とは、前記後端側垂直二等分線Ｓ２が延びる方向をいう。
【００６２】
尚、「平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分」とあるのは、例えば、図６（ａ）のグラフに示すように、チューブ７（制御コイル１０）側から発熱コイル９側へと平均してＡｌ濃度が１５μｍの区間にわたって変化していてもよいし、図６（ｂ）のグラフに示すように、チューブ７（制御コイル１０）側から発熱コイル９側へと曲線的にＡｌ濃度が変化していてもよい。また、図６（ｃ）のグラフに示すように、チューブ７（制御コイル１０）側から発熱コイル９側へと急激にＡｌ濃度が変化していてもよい。いずれにせよ、勾配形成区間Ｎ１，Ｎ２内のいずれかにおいて、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間が存在していればよいという趣旨である。
【００６３】
次に上記のように構成されてなるグロープラグ１の製造方法について説明する。尚、特に明記しない部位については、従来公知の方法により製造している。
【００６４】
まず、Ａｌが８質量％以上１５質量％以下含有されているＦｅ−Ａｌ系合金の抵抗発熱線をコイル形状に加工し、発熱コイル９を得る。
【００６５】
次いで、前記発熱コイル９の後端部分と、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金等の抵抗発熱線をコイル形状に加工した制御コイル１０の先端部分とを接合する。接合に際しては、アーク溶接によって両コイル９，１０を構成する合金成分が溶融された後端側接合領域２２を形成することにより、両コイル９，１０が接合される。
【００６６】
このとき、十分な接合強度を確保しつつ、後端側接合領域２２における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を形成すべく、所定の溶接条件（例えば、３０Ａで１００ｍｓ間アークを飛ばして溶接する等）でアーク溶接が行われる。
【００６７】
次いで、最終寸法より加工代分だけ大径に形成され、かつ、先端の閉じていない筒状のチューブ７内に、中軸８の先端と、当該中軸８と一体となった発熱コイル９及び制御コイル１０とが配置される。そして、アーク溶接によって、チューブ７の先端部分を閉塞させるとともに、当該チューブ７の先端部分と発熱コイル９の先端部分とを接合すべく、チューブ７を構成する金属及び発熱コイル９を構成する金属を相互に溶融させて、先端側接合領域２１が形成される。
【００６８】
このとき、十分な接合強度を確保しつつ、先端側接合領域２１における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を形成すべく、所定の溶接条件（例えば、９０Ａで３００ｍｓ間アークを飛ばした後、４０Ａで５０ｍｓ間アークを飛ばして溶接すること等）でアーク溶接が行われる。
【００６９】
その後、チューブ７内に絶縁粉末１１を充填した後、当該チューブ７にスウェージング加工を施す。これにより、大径部７ｂを有するチューブ７が形成されるとともに、当該チューブ７が中軸８と一体となってシースヒータ３が完成する。
【００７０】
そして、上記のように形成されたシースヒータ３が主体金具２の軸孔４に圧入固定されるとともに、主体金具２の後端部分において、前記Ｏリング１２や絶縁ブッシュ１３等が中軸８に嵌め込まれることで、グロープラグ１が完成する。
【００７１】
次に、本実施形態によって奏される作用効果を確認するべく、耐久性評価試験を行った。耐久性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、主成分をＦｅとする発熱コイルのＡｌ、Ｃｒ、及び、ＺｒやＴｉ等の窒素ゲッター元素の各含有量と、先端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配、又は、後端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配とを種々変更したグロープラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、１１Ｖで６秒間通電した後、１４Ｖで１８０秒間通電することを１サイクルとして、発熱コイルが断線するまでのサイクル数（断線サイクル数）を測定した。ここで、断線サイクル数が６０００サイクル以上のサンプルについては、耐久性に優れるとして「○」の評価を下すこととし、断線サイクル数が７０００サイクル以上のサンプルについては、耐久性に非常に優れるとして「◎」の評価を下すこととした。一方で、断線サイクル数が６０００サイクル未満のサンプルについては、耐久性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。
【００７２】
発熱コイル中のＡｌやＣｒ等の含有量、及び、先端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配を種々変更したサンプルに対する耐久性評価試験の結果を表２に示す。ここで、先端側接合領域はアーク溶接又は抵抗溶接によって形成し、後端側接合領域は各サンプルともに同一の溶接方法及び同一の溶接条件により形成することとした。また、発熱コイルが所定の抵抗値を有するように必要に応じて発熱コイルの細径化処理を行うこととした。
【００７３】
さらに、特にＡｌ及びＣｒの含有量に着目した際の、各サンプルにおける発熱コイルの組成比分布を図９の三角図に示す。ここで、図９の三角図の左斜辺はＣｒの含有量（質量％）を示し、右斜辺はＡｌの含有量（質量％）を示すものである。
【００７４】
尚、Ａｌが１５質量％を超えて含有される場合、及び、窒素ゲッター元素の総含有量が５質量％を超えて含有される場合には、発熱コイルを所定径に細径化することが困難であったため、評価試験を行わなかった。
【００７５】
また、表中の「平均Ａｌ濃度勾配」について（参考）と記したのは、耐久性評価試験を行った各サンプルとは別に、各サンプルと同様の組成を有するとともに、同一の溶接方法及び溶接条件によって作製されたサンプル（すなわち、厳密には各サンプルとは異なるもの）について、勾配形成区間を分析して得られた平均Ａｌ濃度勾配を示しているためである。従って、表中の「平均Ａｌ濃度勾配」は、各サンプルの実際に有する「平均Ａｌ濃度勾配」とは厳密には等しいといえない可能性があるが、実際の値に非常に近い値を示すものである。
【００７６】
尚、平均Ａｌ濃度勾配の測定は次のように行った。ここで、平均Ａｌ濃度勾配の測定方法を説明するに際して、所定のサンプルに対して行われた平均Ａｌ濃度勾配の測定を例として説明するが、その他のサンプルについても同様の方法により測定を行った。まず、図７に示すように、チューブの軸線及び発熱コイル先端の中心を通るようにサンプルを切断した後、切断面を観察し、先端側接合領域２１の外形線Ｇ１と発熱コイルの外形線Ｇ２とを特定した（図７の左側部位が先端側接合領域２１であり、右側部位が発熱コイル９である）。そして、両外形線Ｇ１，Ｇ２の境界点Ｋ１，Ｋ２（Ｋ２は図示せず）同士を結ぶ線分（境界点連結線分）Ｒ１の垂直二等分線Ｓ１に沿ってチューブ側（図の左側）に５００μｍの区間を所定区間（Ａ）（すなわち、勾配形成区間Ｎ１）とし、当該勾配形成区間に対して任意の間隔でＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）を用い、Ａｌ濃度の変化が比較的大きい区間（詳細測定対象区間）を特定した（すなわち、Ａｌ濃度の変化量が比較的大きな区間についてあたりをつけた）。次いで、ＥＰＭＡを用い、当該詳細測定対象区間に対してビーム径３μｍのビーム（電圧値２０ｋＶ、電流値２．５×１０-8Ａ）をビームスポットが重複しないように（詳細測定対象区間に対して３μｍ毎に）照射し、表１及び図８に示すように、詳細測定対象区間の始点Ｄ１から詳細測定対象区間の終点Ｄ３５までの各点のＡｌ濃度を測定した。さらに、５点間のＡｌ濃度変化量を１５μｍで除算することで、１５μｍの長さを有する複数の区間（Ｄｎ〜Ｄｎ+４）について１μｍ当たりのＡｌ濃度変化量（すなわち、Ａｌ変化率）を算出した。尚、図８において、Ａｌ濃度は黒四角点でプロットし、Ａｌ変化率を黒三角点でプロットしている。
【００７７】
【表１】
2009156560.tif 000003
そして、各区間のＡｌ変化率のうち、その最大値をサンプルの平均Ａｌ濃度勾配とした。すなわち、当該サンプルの平均Ａｌ濃度勾配は、各Ａｌ変化率のうちの最大値である０．２５９質量％／μｍであった。尚、当該サンプルにおいて、Ａｌ濃度の変化が隣接点と比較してほとんどなくなった部分（Ｄ２８近傍；図８中の境界線）が、発熱コイル及び先端側接合領域の境界（図７中の境界線）であった。
【００７８】
【表２】
2009156560.tif 000004
表２に示すように、Ａｌの含有量が８質量％未満のサンプル（サンプル１，２，３，４）は、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上であっても、断線サイクル数が６０００サイクル未満となってしまい、耐久性が不十分となってしまうことがわかった。これは、先端側接合領域におけるＡｌＮ層の形成に伴ってＡｌが不足してしまったため、強固なＡｌＮ層が形成されるまでには至らなかったことに起因すると考えられる。
【００７９】
また、Ａｌの含有量が８質量％以上であっても、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ未満のサンプル（サンプル５）については、耐久性が不十分であることが明らかとなった。これは、Ａｌの移動（供給）速度が比較的遅いことから、先端側接合領域におけるＡｌＮ層の形成が不十分となってしまったことによると考えられる。
【００８０】
これに対して、Ａｌの含有量が８質量％以上１５質量％以下であり、かつ、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上のサンプル（サンプル６〜３１）については、断線サイクル数が６０００サイクル以上となり、優れた耐久性を有することが認められた。これは、Ａｌが含有されることで発熱コイル表層にＡｌＮ等の被膜が形成されたこと、及び、発熱コイルにＡｌが８質量％以上１５質量％以下含有されるとともに、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上とされたことで、Ａｌが不足することなく、侵入してきた窒素と供給されてきたＡｌとでＡｌＮが次々と形成され、広範囲にわたる強固なＡｌＮ層が形成されたことにより、発熱コイル近傍の先端側接合領域から発熱コイル内部への窒素の侵入がより確実に抑制されたことに起因すると考えられる。尚、この場合において、Ａｌ含有量を１５質量％を限度としてより大きくすること、或いは、平均Ａｌ濃度勾配をより大きくすることによって、耐久性のより一層の向上を図ることができるといえる。
【００８１】
さらに、Ａｌの含有量が８質量％以上１５質量％以下であり、かつ、Ｃｒの含有量が５質量％以上２０質量％以下のサンプル、すなわち、図９中の太線で囲まれた領域内の組成比で形成されたサンプルであって、さらに、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上のサンプル（サンプル１０〜３１）については、非常に優れた耐久性を有することが明らかとなった。これは、Ｃｒが含有されたことで発熱コイルを比較的太くすることができたため、耐久性のより一層の向上を図ることができたことによると考えられる。また、この場合において、Ｃｒ含有量が１５質量％以下のサンプル（サンプル１３〜３１）については、断線サイクル数が８０００サイクル以上となり、耐久性のより一層の向上が認められた。
【００８２】
併せて、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｎ等の窒素ゲッター元素が０．００１質量％以上５質量％以下含有されたサンプル（サンプル２５〜３１）については、ＡｌやＣｒの含有量及び平均Ａｌ濃度勾配が等しいサンプル（サンプル１８）と比較して耐久性のより一層の向上が認められた。これは、当該元素によって、Ｃｒの窒化が抑制されたこと、及び、発熱コイルの金属組織に金属歪みを生じさせたことによって、Ａｌがより速やかに移動することとなり、ひいてはＡｌＮ層がより一層確実に形成されたことに起因すると考えられる。
【００８３】
次いで、発熱コイルのＡｌやＣｒ等の含有量、及び、後端側接合領域における平均Ａｌ濃度勾配を種々変更したサンプルに対する耐久性評価試験の結果を表３に示す。尚、この場合において、後端側接合領域は、アーク溶接又は抵抗溶接によって形成するとともに、先端側接合領域は、各サンプルともに同一の溶接方法及び同一の溶接条件によって形成することとした。
【００８４】
また、平均Ａｌ濃度勾配は、基本的には上述した測定方法と同様の測定方法によって測定した。但し、チューブの軸線及び発熱コイル後端の中心を通るようにして切断したサンプルの切断面における、発熱コイルの外形線及び後端側接合領域の外形線の境界点である後端側第１境界点と後端側第２境界点とを結ぶ後端側境界点連結線分の垂直二等分線たる後端側垂直二等分線に沿って、後端側境界点連結線分の中心点から発熱コイル側及び制御コイル側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間〔所定区間（Ｃ）〕を、勾配形成区間とした。
【００８５】
【表３】
2009156560.tif 000005
表３に示すように、Ａｌの含有量が８質量％未満のサンプル（サンプル４１，４２）、及び、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ未満のサンプル（サンプル４３）については、耐久性が不十分であることがわかった。それぞれ上述した理由と同様の理由によるものであると考えられる。
【００８６】
これに対して、Ａｌを８質量％以上１５質量％以下含有するとともに、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上であるサンプル（サンプル４４〜６１）については、耐久性に優れていることが明らかとなった。これは、後端側接合領域において広範囲にわたる強固なＡｌＮ層が形成されたため、後端側接合領域から発熱コイル内部への窒素の侵入がより確実に抑制されたこと等に起因すると考えられる。
【００８７】
また、Ａｌを８質量％以上１５質量％以下含有するとともに、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上であり、かつ、Ｃｒが５質量％以上２０質量％以下含有されたサンプル（サンプル４６〜６１）については、非常に優れた耐久性を有することが明らかとなった。これは、Ｃｒが添加されたことによって、発熱コイルを比較的太くできたことに起因すると考えられる。また、この場合において、Ｃｒ含有量が１５質量％以下のサンプル（サンプル４８〜６１）については、断線サイクル数が８０００サイクル以上となり、耐久性のより一層の向上が認められた。
【００８８】
また、ＨｆやＺｒ等の窒素ゲッター元素が０．００１質量％以上５質量％以下含有されたサンプル（サンプル５７〜６１）については、ＡｌやＣｒの含有量及び平均Ａｌ濃度勾配が等しいサンプル（サンプル４９）と比較して耐久性がより一層向上することが認められた。
【００８９】
以上より、発熱コイルにＡｌが８質量％以上１５質量％以下含有されるとともに、接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間が設けられることで、発熱コイル内部の窒化を効果的に抑制でき、ひいては耐久性の向上を十分に図ることができるといえる。
【００９０】
さらに、Ｃｒが５質量％以上２０質量％以下含有されることで、断線サイクル数が７０００サイクル以上となり、非常に優れた耐久性を実現することができるといえる。また、この場合において、Ｃｒ含有量が１５質量％以下とされることで、耐久性をより効果的に向上させることができるといえる。
【００９１】
加えて、ＨｆやＺｒ等の窒素ゲッター元素が０．００１質量％以上５質量％以下含有されることで、耐久性のより一層の向上を図ることができるといえる。
【００９２】
尚、上記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。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００９３】
（ａ）上記実施形態では、先端側接合領域２１及び後端側接合領域２２を形成する際に、所定条件のアーク溶接が施されることで、接合領域２１，２２における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間が設けられている。ここで、接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けるためには、必ずしも発熱コイル中のＡｌ含有量を多くするだけで実現できるとは限らず、平均Ａｌ濃度勾配は、溶接方法や溶接条件によって種々異なったものとなる。
【００９４】
そこで、溶接方法及び溶接条件と平均Ａｌ濃度勾配との関係を示すべく、溶接方法や溶接条件を種々変更したサンプルを作製し、各サンプルの平均Ａｌ濃度勾配を測定した。平均Ａｌ濃度勾配を測定するに際しては、ＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）を用い、ビーム径３μｍのビームを勾配形成区間に対して３μｍごとに照射し、各部位のＡｌ濃度を測定した。そして、１５μｍの長さを有する複数の区間について平均Ａｌ濃度勾配をそれぞれ算出し、それらの中の最大値を各サンプルの平均Ａｌ濃度勾配とした。
【００９５】
表４に、先端側接合領域を形成する際のチューブと発熱コイルとの溶接方法をアーク溶接或いは抵抗溶接とした場合の平均Ａｌ濃度勾配を示す。尚、アーク溶接では、９０Ａで３００ｍｓの間アークを飛ばした後、４０Ａで５０ｍｓの間アークを飛ばすことで溶接することとした。また、抵抗溶接では、１．７ｋＡの電流を１５ｍｓの間通電することで溶接することとした。
【００９６】
加えて、発熱コイルは、Ｆｅを主成分とするとともに、Ｃｒを９．４質量％含有し、さらに、Ａｌを８質量％以上１５質量％以下と比較的多く含有して構成されるものを用いた。また、チューブはＦｅ−２５Ｃｒ−２０Ｎｉ（ＳＵＳ３１０ｓ）若しくはＮｉ−２３Ｃｒ−１４．４Ｆｅ−１．４Ａｌ〔インコネル６０１（登録商標）〕によって構成されるものを使用した。尚、抵抗溶接を行う際には、発熱コイル先端部をＳＵＳ３１０ｓ製の円柱状のチップ部材に抵抗溶接した後、当該発熱コイルの溶接されたチップ部材とチューブとをアーク溶接により接合することとした。
【００９７】
【表４】
2009156560.tif 000006
表４に示すように、アーク溶接によって溶接されたサンプル（サンプル１〜６）、及び、抵抗溶接によって溶接されたサンプル（サンプル７〜１２）ともに平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を形成することができたが、抵抗溶接によって溶接されたサンプルは、アーク溶接によって溶接されたサンプルと比較して平均Ａｌ濃度勾配をより大きくできることがわかった。これは、アーク溶接によって形成された先端側接合領域の溶融量と比較して、抵抗溶接によって形成された先端側接合領域の溶融量が少なくなったため、より急峻なＡｌ濃度勾配が形成されたためであると考えられる。
【００９８】
次いで、先端側接合領域を形成する際におけるアーク溶接の溶接条件（電流値及び放電時間）を種々変更した場合の平均Ａｌ濃度勾配を表５に示す。尚、発熱コイル及びチューブは上述した構成のものを用いた。
【００９９】
【表５】
2009156560.tif 000007
表５に示すように、１１０Ａで３５０ｍｓの間アークを飛ばした後、８０Ａで８０ｍｓの間アークを飛ばして溶接されたサンプル（サンプル１３，１４，１５）は、９０Ａで３００ｍｓの間アークを飛ばした後、４０Ａで５０ｍｓの間アークを飛ばして溶接されたサンプル（サンプル１，２，３）と発熱コイル等の組成が同一であるにも関わらず、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ未満となってしまうことがわかった。これは、先端側接合領域の溶融量が多くなり過ぎた結果、Ａｌ濃度勾配がより緩やかなものとなってしまったことによると考えられる。
【０１００】
一方、７０Ａで２００ｍｓの間アークを飛ばした後、５５Ａで１５０ｍｓの間アークを飛ばし、次いで、３０Ａで５０ｍｓの間アークを飛ばして溶接されたサンプル（サンプル１６，１７，１８）については、平均Ａｌ濃度勾配をより一層大きくすることができた。これは、比較的弱いアークを３回飛ばして溶接することで溶融量をより少なくすることができたことに起因すると考えられる。
【０１０１】
次に、後端側接合領域を形成する際の溶接方法をアーク溶接或いは抵抗溶接とした場合の平均Ａｌ濃度勾配を表６に示す。尚、アーク溶接では、３０Ａで１００ｍｓの間アークを飛ばして溶接することとし、一方で、抵抗溶接では、１．５ｋＡで１０ｍｓ通電することで溶接することとした。
【０１０２】
尚、発熱コイルは上述した構成のものを用いた。また、制御コイルはコバルト（Ｃｏ）を主成分とするとともに、Ｎｉ及びＦｅを含有して構成されるものを用いた。
【０１０３】
【表６】
2009156560.tif 000008
表６に示すように、アーク溶接によって溶接されたサンプル（サンプル１，２，３，４）、及び、抵抗溶接によって溶接されたサンプル（サンプル５，６，７，８）ともに平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を形成することができたが、抵抗溶接によって溶接されたサンプルは、アーク溶接によって溶接されたサンプルと比較して平均Ａｌ濃度勾配をより大きくできることがわかった。これは、アーク溶接によって形成された後端側接合領域の溶融量と比較して、抵抗溶接によって形成された後端側接合領域の溶融量が比較的少なくなったためであると考えられる。
【０１０４】
次いで、後端側接合領域を形成する際におけるアーク溶接の溶接条件（電流値、放電時間）を種々変更した場合の平均Ａｌ濃度勾配を表７に示す。尚、発熱コイル及び制御コイルは上述した構成のものを用いた。
【０１０５】
【表７】
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表７に示すように、５０Ａで２００ｍｓの間アークを飛ばして溶接されたサンプル（サンプル９）は、３０Ａで１００ｍｓの間アークを飛ばして溶接されたサンプル（サンプル１）と発熱コイル等の材質が同一であるにも関わらず、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ未満となってしまうことがわかった。これは、後端側接合領域の溶融量が多くなり過ぎた結果、Ａｌ濃度勾配がより緩やかなものとなってしまったことによると考えられる。
【０１０６】
以上より、接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けることは、発熱コイル中のＡｌ含有量を単に多くするだけで実現できるとは限らない。接合領域における平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％以上の区間を設けるための方策としては、例えば、抵抗溶接を採用したり、比較的小さい電流で、かつ、比較的短い時間でのアーク溶接を採用したりすること等、溶融量を比較的少なくすることが挙げられる。但し、溶融量の減少は接合強度の低下を招いてしまうため、十分な接合強度を確保できる程度の溶融量を確保しておくことは必要である。
【０１０７】
（ｂ）本実施形態では、発熱コイル９と制御コイル１０とが、アーク溶接によって接合されているが、図１０に示すように、抵抗溶接によって接合することとしてもよい。この場合には、所定区間（Ｃ）としての後端側勾配形成区間Ｎ３において、前記制御コイル１０側から前記発熱コイル９側へ向けての次述する後端側垂直二等分線Ｓ３が延びる方向に沿った長さ１５μｍの区間の平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の部分が設けることとしてもよい。尚、後端側勾配形成区間Ｎ３は、前記軸線Ｃ１と前記発熱コイル９の後端の中心とを通る断面における、後端側接合領域形成前の発熱コイル９の仮想外形線ＫＧ１のうち、後端側接合領域形成時に制御コイル１０に対して当接する仮想当接線分ＫＴ１と、後端側接合領域形成前の制御コイル１０の仮想外形線ＫＧ２のうち、後端側接合領域形成時に発熱コイル９に対して当接する仮想当接線分ＫＴ２との中間に位置する仮想中間線分Ｍの垂直二等分線である後端側垂直二等分線Ｓ３に沿って、仮想中間線分Ｍの中心点Ｘ３から発熱コイル９側及び制御コイル１０側にそれぞれ５００μｍの長さを有する区間となる。
【０１０８】
尚、図１１に示すように、発熱コイル９の仮想当接線分及び制御コイル１０の仮想当接線分が重なり合う場合には、重なり合った両仮想当接線分が仮想中間線分Ｍとされる。
【０１０９】
（ｃ）上記実施形態において、後端側接合領域２２の形態が、発熱コイル９及び制御コイル１０が離間した状態で両者を接合する形態とされているが、後端側接合領域２２の形態はこれに限定されるものではない。例えば、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、後端側接合領域２２の形態を、発熱コイル９及び制御コイル１０が接した状態で両者を接合する形態としてもよい。尚、図１２（ｂ）において、後端側第２境界点Ｋ４と、発熱コイル９及び制御コイル１０の接触端点Ｋ５との間で発熱コイル９及び制御コイル１０が接しているが、両者は溶着していないものである。
【０１１０】
（ｄ）上記実施形態では、先端側接合領域２１及び後端側接合領域２２において、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間がそれぞれ設けられている。これに対して、先端側接合領域２１及び後端側接合領域２２のうちいずれか一方において、平均Ａｌ濃度勾配が０．１質量％／μｍ以上の区間を設けることとしてもよい。
【０１１１】
（ｅ）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、チューブ７は、大径部７ｂが省略され、その外径が略一定のストレート形態のものであってもよい。また、主体金具２の軸孔４の小径部４ａを省略し、軸線方向にストレート形態となった軸孔４にチューブ７が圧入される構成としてもよい。
【０１１２】
（ｆ）また、制御コイル１０を省略し、発熱コイル９の後端を直接中軸８に接合することとしてもよい。
【０１１３】
（ｇ）さらに、上記実施形態では、シースヒータ３を具備するグロープラグ１を具体例として説明しているが、ディーゼルエンジン用のグロープラグ１以外の分野に上記思想を適用することもできる。すなわち、上記特徴を具備するシースヒータを、各種分野において液体や気体を加熱するための加熱手段として利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】（ａ）は本実施形態のグロープラグを示す全体図であり、（ｂ）はその縦断面図である。
【図２】シースヒータを説明するための部分拡大断面図である。
【図３】シースヒータ先端部の部分拡大断面図である。
【図４】発熱コイル及びチューブを接合する先端側接合領域等を示す部分拡大断面図である。
【図５】発熱コイル及び制御コイルを接合する後端側接合領域等を示す部分拡大断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、平均Ａｌ濃度勾配について説明するためのグラフである。
【図７】所定のサンプルの先端部の断面写真図である。
【図８】所定のサンプルについてのＡｌ濃度及びＡｌ変化率を示すグラフである。
【図９】発熱コイル中のＡｌ及びＣｒの含有量を示す三角図である。
【図１０】別の実施形態における発熱コイル及び制御コイルの接合状態を示す部分拡大断面図である。
【図１１】別の実施形態における発熱コイル及び制御コイルの接合状態を示す部分拡大断面図である。
【図１２】別の実施形態における後端側接合領域の形態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１…グロープラグ、３…シースヒータ、７…チューブ、８…リード部材としての中軸、９…発熱コイル、１０…制御コイル、２１…先端側接合領域、２２…後端側接合領域、Ｃ１…軸線、Ｇ１…先端側接合領域の外形線、Ｇ２…発熱コイルの外形線、Ｇ３…後端側接合領域の外形線、Ｋ１…第１境界点、Ｋ２…第２境界点、Ｋ３…後端側第１境界点、Ｋ４…後端側第２境界点、ＫＧ１…発熱コイルの仮想外形線、ＫＧ２…制御コイルの仮想外形線、ＫＴ１…発熱コイルの仮想当接線分、ＫＴ２…制御コイルの仮想当接線分、Ｍ…仮想中間線分、Ｎ１…所定区間（Ａ）としての先端側勾配形成区間、Ｎ２，Ｎ３…所定区間（Ｃ）としての後端側勾配形成区間、Ｒ１…境界点連結線分、Ｒ２…後端側境界点連結線分、Ｓ１…境界点連結線分の垂直二等分線、Ｓ２，Ｓ３…後端側垂直二等分線、Ｘ１…境界点連結線分の中心点、Ｘ２…後端側境界点連結線分の中心点，Ｘ３…仮想中間線分の中心点。
【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】
2009156560.tif 000014
【図６】
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【図８】
2009156560.tif 000016
【図９】
2009156560.tif 000017
【図１０】
2009156560.tif 000018
【図１１】
2009156560.tif 000019
【図１２】
2009156560.tif 000020
【図７】
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