(57)【要約】【課題】圧力センサに伝達される圧力に損失が生じてしまうことを抑制し、燃焼圧をより正確に検出する。【解決手段】グロープラグ１は、軸孔２１を有するハウジング２と、軸孔２１内に挿設される中軸３と、軸孔２１内に設けられるセラミックヒータ９と、セラミックヒータ９が嵌合されるとともに、中軸３に対して電気的に接続される環状の給電部材７と、セラミックヒータ９を保持する外筒８と、軸孔２１内において中軸３よりも先端側に配置されるとともに、３ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、セラミックヒータ９から加えられる圧力に基づいて信号を出力するセンサ素子１６１とを備える。セラミックヒータ９及びセンサ素子１６１間には、中実の圧力伝達部１５が配設され、セラミックヒータ９に加えられた圧力は、圧力伝達部１５を介してセンサ素子１６１に対して伝達される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
前記軸孔内に挿設される軸状の中軸と、
前記軸孔内に設けられるとともに、絶縁性セラミックからなる基体中に発熱体が埋設されて構成され、前記発熱体への電力供給用のリード部が自身の外周面から電極取出部として露出してなる発熱ヒータと、
前記発熱ヒータが嵌合されることで、前記電極取出部に対して接続されるとともに、前記中軸に対して電気的に接続される環状の給電部材と、
前記発熱ヒータを、その先端部が露出した状態で保持する外筒と、
前記軸孔内において、前記ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、内燃機関の燃焼に伴い前記発熱ヒータから加えられる圧力に基づいて信号を出力するセンサ素子を自身の先端に有するセンサ構造体とを備える圧力センサ付きグロープラグであって、
前記センサ構造体の先端面に当接し、機械的に剛な部材としてなる圧力伝達部を設け、前記発熱ヒータに加えられた圧力が、前記圧力伝達部を介して前記センサ素子に対して伝達されるように構成し、
前記センサ構造体を、前記中軸よりも先端側に配置したことを特徴とする圧力センサ付きグロープラグ。
【請求項２】
前記圧力伝達部は、後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材を後端に有して構成され、
前記センサ構造体の先端面は、平坦状に形成されるとともに、前記中実部材の後端面に対して当接し、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記センサ構造体との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ付きグロープラグ。
【請求項３】
前記圧力伝達部は、
後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材と、
前記中実部材の後端面に当接し、当該中実部材との当接面が平坦状に形成された中実状の中間部材とを備え、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記中間部材との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ付きグロープラグ。
【請求項４】
前記中実部材の湾曲面の曲率半径をＲ，前記中実部材の幅をＷ、前記軸線に対して前記発熱ヒータの中心軸が傾き得る最大傾きをθMとしたとき、
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM
を満たすことを特徴とする請求項２又は３に記載の圧力センサ付きグロープラグ。
【請求項５】
前記センサ素子の少なくとも先端部は、前記給電部材の内部に配設されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧力センサ付きグロープラグ。
【請求項６】
前記発熱ヒータの後端部が、前記圧力伝達部を構成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧力センサ付きグロープラグ。
【請求項７】
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
前記軸孔内に挿設され、先端部が前記ハウジングより露出する受圧部と、
前記ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、前記受圧部から印加される圧力に応じた信号を出力するセンサ素子を有するセンサ構造体と、
前記センサ構造体の先端面に当接し、機械的に剛な部材としてなる圧力伝達部とを備え、
前記受圧部に加えられた圧力が、前記圧力伝達部を介して前記センサ素子に対して伝達される圧力検知機構であって、
前記圧力伝達部は、後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材を後端に有して構成され、
前記センサ構造体の先端面は、平坦状に形成されるとともに、前記中実部材の後端面に対して当接し、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記センサ構造体との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過し、かつ、
前記中実部材の湾曲面の曲率半径をＲ，前記中実部材の幅をＷ、前記軸線に対して前記受圧部の中心軸が傾き得る最大傾きをθMとしたとき、
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM
を満たすことを特徴とする圧力検知機構。
【請求項８】
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
前記軸孔内に挿設され、先端部が前記ハウジングより露出する受圧部と、
前記ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、前記受圧部から印加される圧力に応じた信号を出力するセンサ素子を有するセンサ構造体と、
前記センサ構造体の先端面に当接し、機械的に剛な部材としてなる圧力伝達部とを備え、
前記受圧部に加えられた圧力が、前記圧力伝達部を介して前記センサ素子に対して伝達される圧力検知機構であって、
前記圧力伝達部は、
後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材と、
前記中実部材の後端面と当接し、当該中実部材との当接面が平坦状に形成された中間部材とを備え、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記中間部材との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過し、かつ、
前記中実部材の湾曲面の曲率半径をＲ，前記中実部材の幅をＷ、前記軸線に対して前記受圧部の中心軸が傾き得る最大傾きをθMとしたとき、
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM
を満たすことを特徴とする圧力検知機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼圧を検知するためのセンサ素子を一体的に備え、内燃機関の始動補助等に用いられる圧力センサ付きグロープラグ、及び、圧力を検知するための圧力検知機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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に、燃焼室内の燃焼圧を検知するためのセンサ素子を一体的に備えた圧力センサ付きグロープラグが知られている。このような圧力センサ付きグロープラグとしては、軸孔を有する筒状のハウジングと、ハウジングの先端部に接合された外筒と、前記ハウジングに対して相対移動（変位）可能な状態で前記筒状体により保持された発熱ヒータと、前記発熱ヒータに対する電力の供給経路をなす中軸と、ハウジングの後端部の内部に配設されたセンサ素子とを備えてなるものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術によれば、前記発熱ヒータ及び中軸は、環状のリング部材を介して電気的かつ機械的に接続されている。そして、燃焼に伴い発熱ヒータに加えられた圧力は、リング部材及び中軸を介してセンサ素子に対して伝達される。
【特許文献１】特開２００８−２０１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記技術において、中軸やリング部材の存在によって、センサ素子に対して伝達される圧力が吸収されてしまうおそれがある。その結果、燃焼圧の検知精度が不十分なものとなってしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ素子に伝達される圧力の損失を効果的に抑制することができ、燃焼圧をより正確に検出することができる圧力センサ付きグロープラグ、及び、圧力検知機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
構成１．本構成の圧力センサ付きグロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
前記軸孔内に挿設される軸状の中軸と、
前記軸孔内に設けられるとともに、絶縁性セラミックからなる基体中に発熱体が埋設されて構成され、前記発熱体への電力供給用のリード部が自身の外周面から電極取出部として露出してなる発熱ヒータと、
前記発熱ヒータが嵌合されることで、前記電極取出部に対して接続されるとともに、前記中軸に対して電気的に接続される環状の給電部材と、
前記発熱ヒータを、その先端部が露出した状態で保持する外筒と、
前記軸孔内において、前記ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、内燃機関の燃焼に伴い前記発熱ヒータから加えられる圧力に基づいて信号を出力するセンサ素子を自身の先端（面）に有するセンサ構造体とを備える圧力センサ付きグロープラグであって、
前記センサ構造体の先端面に当接し、機械的に剛な部材としてなる圧力伝達部を設け、前記発熱ヒータに加えられた圧力が、前記圧力伝達部を介して前記センサ素子に対して伝達されるように構成し、
前記センサ構造体を、前記中軸よりも先端側に配置したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成１によれば、センサ素子は、中軸よりも先端側に配置されている。すなわち、燃焼に伴う発熱ヒータの受圧力は、中軸を介することなくセンサ素子に対して伝達されるため、中軸による圧力の吸収は生じない。これにより、燃焼圧をより正確に検知することができる。
【０００８】
さらに、本構成１によれば、前記圧力伝達部は、機械的に剛であるため、発熱ヒータからの圧力による撓み等の変形が生じにくい。これにより、発熱ヒータからセンサ素子に対して伝達される圧力について、圧力伝達部における損失を効果的に抑制することができ、燃焼圧を精度よく検知することができる。
【０００９】
構成２．本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成１において、前記圧力伝達部は、後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材を後端に有して構成され、
前記センサ構造体の先端面は、平坦状に形成されるとともに、前記中実部材の後端面に対して当接し、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記センサ構造体との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過することを特徴とする。
【００１０】
上記構成２によれば、中実部材の後端面が、軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成される一方で、当該中実部材に当接するセンサ構造体の先端面は平坦状に形成され、かつ、軸線に沿って中実部材とセンサ構造体との当接部分を通る直線が、センサ素子の感圧部分を通過するように構成されている。そのため、燃焼圧を受けた際、発熱ヒータの中心軸が軸線に対して傾いてしまった場合であっても、センサ素子の感圧部分と、中実部材からセンサ構造体へと圧力が伝達される部分との間の軸線と直交する方向に沿った位置ずれ量を比較的小さなものとすることができる。これにより、センサ素子（の感圧部分）に対して圧力をより確実に伝達することができ、燃焼圧を一層精度よく検知することができる。
【００１１】
また、中実部材の後端面とセンサ構造体の先端面とは点接触状態となるため、発熱ヒータからセンサ素子側への熱伝達の経路を比較的狭めることができる。その結果、発熱ヒータで生じた熱がセンサ素子側へと伝達されてしまうことを効果的に抑制することができ、発熱ヒータにおける消費電力の低減や燃焼効率の向上を図ることができる。
【００１２】
構成３．本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成１において、前記圧力伝達部は、
後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材と、
前記中実部材の後端面に当接し、当該中実部材との当接面が平坦状に形成された中実状の中間部材とを備え、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記中間部材との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過することを特徴とする。
【００１３】
上記構成３のように、中実部材とセンサ構造体との間に中間部材を設けることとしてもよい。この場合、基本的には上記構成２と同様の作用効果が奏されることとなる。加えて、中実部材からセンサ構造体に対して加えられる応力の局所的な集中を防止することができ、センサ構造体の破損をより確実に防止することができる。
【００１４】
構成４．本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成２又は３において、前記中実部材の湾曲面の曲率半径をＲ，前記中実部材の幅をＷ、前記軸線に対して前記発熱ヒータの中心軸が傾き得る最大傾きをθMとしたとき、
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM
を満たすことを特徴とする。
【００１５】
上記構成４によれば、中実部材の後端面の曲率半液Ｒについて、Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθMを満たすように設定されている。すなわち、Ｗ／２≦Ｒとすることで、中実部材の後端面を比較的容易に湾曲面状に形成することができる。また、Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθMとすることで、中実部材の後端面と側面との間に位置する角部がセンサ構造体や中間部材に対して当接してしまうこと、つまり、センサ素子の感圧部分と、中実部材からセンサ構造体（中間部材）に対して圧力が伝達される部位との位置ずれ量が比較的大きくなってしまうことを防止できる。その結果、中実部材の後端面を湾曲面状に形成したことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００１６】
構成５．本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記センサ素子の少なくとも先端部は、前記給電部材の内部に配設されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成５によれば、前記センサ素子の少なくとも先端部が、前記給電部材の内部に配設されている。換言すれば、圧力伝達部の後端は前記給電部材の後端よりも先端側に位置している。このため、燃焼圧を受けた際に発熱ヒータの中心軸が軸線に対して傾く際の傾き中心から、中実部材の後端面と当接する部分（センサ構造体や中間部材）までの距離を比較的小さくすることができる。従って、燃焼圧により発熱ヒータの中心軸が軸線に対して傾いた場合における、センサ素子の感圧部分に対する中実部材とセンサ構造体等との当接部分の位置ずれ量をより一層小さなものとすることができ、燃焼圧の検知精度を一層向上させることができる。
【００１８】
また、圧力伝達部の後端を前記給電部材の後端よりも先端側に位置させることで、発熱ヒータの先端から圧力伝達部の後端までの距離を比較的短くすることができる。その結果、圧力伝達に際しての圧力の損失を抑制することができ、燃焼圧を一層精度よく検知することができる。
【００１９】
構成６．本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記発熱ヒータの後端部が、前記圧力伝達部を構成することを特徴とする。
【００２０】
上記構成６によれば、発熱ヒータの後端部が圧力伝達部としての機能を有する。従って、圧力伝達部を別体で設けた場合に生じ得る、発熱ヒータの中心軸と圧力伝達部の中心軸との不一致に伴う伝達圧力の損失等を抑制することができる。また、部品点数の削減を図ることができ、生産効率の向上や製造コストの削減を図ることができる。
【００２１】
構成７．本構成の圧力検知機構は、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
前記軸孔内に挿設され、先端部が前記ハウジングより露出する受圧部と、
前記ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、前記受圧部から印加される圧力に応じた信号を出力するセンサ素子を有するセンサ構造体と、
前記センサ構造体の先端面に当接し、機械的に剛な部材としてなる圧力伝達部とを備え、
前記受圧部に加えられた圧力が、前記圧力伝達部を介して前記センサ素子に対して伝達される圧力検知機構であって、
前記圧力伝達部は、後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材を後端に有して構成され、
前記センサ構造体の先端面は、平坦状に形成されるとともに、前記中実部材の後端面に対して当接し、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記センサ構造体との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過し、かつ、
前記中実部材の湾曲面の曲率半径をＲ，前記中実部材の幅をＷ、前記軸線に対して前記受圧部の中心軸が傾き得る最大傾きをθMとしたとき、
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM
を満たすことを特徴とする。
【００２２】
上記構成７のように、少なくとも上記構成１，２、及び、構成４における圧力伝達部の構成等を圧力検知機構に具現化することとしてもよい。この場合には、上記構成１，２等の作用効果が一挙に奏されることとなり、圧力を非常に精度よく検知することができる。
【００２３】
構成８．本構成の圧力検知機構は、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
前記軸孔内に挿設され、先端部が前記ハウジングより露出する受圧部と、
前記ハウジングに対して直接的又は間接的に接合固定され、前記受圧部から印加される圧力に応じた信号を出力するセンサ素子を有するセンサ構造体と、
前記センサ構造体の先端面に当接し、機械的に剛な部材としてなる圧力伝達部とを備え、
前記受圧部に加えられた圧力が、前記圧力伝達部を介して前記センサ素子に対して伝達される圧力検知機構であって、
前記圧力伝達部は、
後端面が前記軸線方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されてなる中実部材と、
前記中実部材の後端面と当接し、当該中実部材との当接面が平坦状に形成された中間部材とを備え、
前記軸線に沿って前記中実部材と前記中間部材との当接部分を通る直線が、前記センサ素子の感圧部分を通過し、かつ、
前記中実部材の湾曲面の曲率半径をＲ，前記中実部材の幅をＷ、前記軸線に対して前記受圧部の中心軸が傾き得る最大傾きをθMとしたとき、
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM
を満たすことを特徴とする。
【００２４】
上記構成８のように、少なくとも上記構成１，３、及び、構成４における圧力伝達部の構成等を圧力検知機構に具現化することとしてもよい。この場合には、上記構成１，２等の作用効果が一挙に奏されることとなり、圧力を非常に精度よく検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔第１実施形態〕
図１（ａ）は、圧力センサ付きグロープラグ（以下、「グロープラグ」と称す）１の断面図であり、図１（ｂ）は、グロープラグ１の正面図である。尚、図１等においては、図の下側をグロープラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２６】
グロープラグ１は、ハウジング２、中軸３、工具係合体４、端子ピン５、接続部材６、給電部材７、外筒８、セラミックヒータ９、及び、圧力検知部１０等を備えている。
【００２７】
前記ハウジング２は、所定の金属材料（例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄系素材）によって形成されるとともに、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる軸孔２１を有している。当該軸孔２１は、その後端側において、比較的大径に形成された大径部２１ａと、当該大径部２１ａから連続して形成され、先端側へと先細るテーパ部２１ｂとを備えている。加えて、軸孔２１のうち前記テーパ部２１ｂよりも先端側はストレート状に（略同一の内径を有するように）形成されている。また、前記ハウジング２の長手方向略中央の外周部分には、グロープラグ１をエンジンのシリンダヘッドの取付孔（図示略）に取付けるためのねじ部２２が形成されている。
【００２８】
また、図２に示すように、前記ハウジング２の軸孔２１の後端部分には、それぞれ絶縁性材料によって形成されたＯリング２５及び絶縁ブッシュ２６が設けられている。前記Ｏリング２５は、環状をなすとともに、前記軸孔２１のテーパ部２１ｂに対して係止されている。また、前記絶縁ブッシュ２６は、軸線ＣＬ１に沿って延びる透孔２６ａを有しているとともに、小径部２６ｂと、当該小径部２６ｂより後端側に形成された鍔部２６ｃとを備えている。そして、絶縁ブッシュ２６は、その小径部２６ｂが前記軸孔２１の大径部２１ａに嵌合されるとともに、その鍔部２６ｃとハウジング２の後端面とが当接した状態で、ハウジング２に対して配設されている。
【００２９】
加えて、前記絶縁ブッシュ２６の後端側には、先端側が鍔状に形成され、全体として筒状をなす、金属製の支持部材２８が設けられている。当該支持部材２８は、中軸３の後端部に対して溶接や加締めにより固定されており、ひいては前記Ｏリング２５及び絶縁ブッシュ２６は、主体金具２及び支持部材２８により挟まれた状態で保持されている。
【００３０】
さらに、ハウジング２の軸孔２１には、導電性の金属材料よりなる中軸３が収容されている。当該中軸３は、円筒状に形成されており、前記軸線ＣＬ１に沿って延びる貫通孔３１を有している。また、前記中軸３の外周部分は、その後端から先端に向かって大部分がストレート状に（略同一の外径を有するように）形成されているが、当該中軸３の先端部には、比較的小径の小径部３２が形成されている（図３参照）。加えて、前記中軸３の後端側部分は、前記Ｏリング２５及び絶縁ブッシュ２６の透孔２６ａに対して挿通されている。これにより、前記中軸３は後端部において、Ｏリング２５によりハウジング２との間の気密が維持されるとともに、絶縁ブッシュ２６を介して前記ハウジング２によって支持されている。
【００３１】
加えて、前記ハウジング２の後端部には、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる内孔４１を有する工具係合体４が接合されている。ここで、ハウジング２と工具係合体４との接合状態について詳述すると、工具係合体４の内孔４１に対して前記ハウジング２の後端部が嵌合された上で、工具係合体４の先端部とハウジング２の後端部との互いの当接部を周方向に沿って溶接することによって、ハウジング２と工具係合体４とが接合されている。また、前記工具係合体４は、自身の先端部及び後端部を除いた部位において、外周形状が六角形状をなしている。そして、グロープラグ１（ねじ部２２）を前記エンジンのシリンダヘッドの取付孔に取付ける際には、当該工具係合体４の外周六角形状の部分に対して、所定の工具（例えば、スパナ、レンチ等）が係合されるようになっている。
【００３２】
また、前記工具係合体４の後端部には、端子ピン５が接続されている。当該端子ピン５は、電力の供給や信号のやりとり（通信）を目的とするコネクタ（図示せず）が取付けられるものであり、後端側に向かうにつれて径小となる形状をなす基部５０と、複数の端子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５５ａとから構成されている。すなわち、前記端子ピン５は、外観上、外径の異なる円柱が軸線ＣＬ１方向に積み重なる形状をなし、先端側から順に接続基部５４、中胴部５５、第１柱状部５１、第２柱状部５２、及び、第３柱状部５３を有する形状とされている。
【００３３】
前記基部５０は、絶縁性の樹脂材料によって形成されるとともに、後述する第１信号線１１、第２信号線１２、及び、第３信号線１３が挿設される挿通孔５０ａ，５０ｂ，５０ｃを備えている。
【００３４】
また、前記接続基部５４は、前記基部５０のうち最も径大な部分であり、その先端部の外周部分に、前記工具係合体４の内孔４１の内径と略同一の外形を有する小径部５４ａを備えている。そして、前記接続基部５４の小径部５４ａが前記工具係合体４の内孔４１の後端部に対して嵌合されることで、工具係合体４に対して前記端子ピン５が接続されている。
【００３５】
前記中胴部５５は、前記接続基部５４の直後端側に位置するとともに、その外周面には、導電性金属材料からなる環状の通電端子５５ａが設けられている。また、当該通電端子５５ａは前記接続基部５４を貫通して先端側に延びており、前記中軸３に対して電気的に接続されている。そして、通電端子５５ａに対して所定の電源装置（図示せず）から電力が供給されることで、前記中軸３等を介してセラミックヒータ９に電力が供給されるようになっている。また、前記通電端子５５ａの後端部は、径方向内側へと若干反るようにして形成されている。そのため、通電端子５５ａの後端部に対して前記支持部材２８の鍔状部分が嵌合されることで、当該通電端子５５ａの後端部から支持部材２８に対して所定のばね力が生じるようになっている。
【００３６】
加えて、前記中胴部５５よりも後端側に位置する各柱状部５１〜５３のうち、最も径大に形成された第１柱状部５１は、その外周面に沿って導電性金属材料よりなる第１端子５１ａを備えている。また、第１柱状部５１の後端に位置する第２柱状部５２は、その外周面に沿って導電性材料よりなる第２端子５２ａを備えている。加えて、第３柱状部５３は、導電性の金属材料によって形成されており、第３端子５３ａを構成している。
【００３７】
さらに、図３に示すように、前記中軸３の先端部は、所定の導電性の金属材料〔例えば、Ｆｅ−１８Ｃｒ−８Ｎｉ合金（ＳＵＳ３０４）等の鉄系素材〕によって形成された接続部材６に対して電気的かつ機械的に接続されている。当該接続部材６は、図３及び図４に示すように、第１接続部６１と、第２接続部６２と、両接続部６１，６２を連結する複数の弾性部６３とを有している。
【００３８】
前記第１接続部６１は、環状をなすとともに、前記給電部材７の後端部が圧入された状態で、前記給電部材７に対して溶接されている。また、前記第１接続部６１の後端部は、軸線ＣＬ１側へと徐々にすぼむようにして形成されている。
【００３９】
前記第２接続部６２は、環状をなし、その内周部分が、前記中軸３先端の小径部３２の外周部分と当接した状態で、当該小径部３２に対して溶接されている。また、第２接続部６２の先端部は、軸線ＣＬ１側へとすぼむようにして形成されている。
【００４０】
さらに、前記第１接続部６１と前記第２接続部６２との間を連結する弾性部６３は、周方向に沿って所定間隔毎に設けられており、比較的薄肉（例えば、０．１５ｍｍ程度）の板状をなすとともに、周方向外側に向けて膨出する形状をなしている。このため、弾性部６３は、軸線ＣＬ１に沿って所定大きさ以上の力が加えられたとき、軸線ＣＬ１方向に沿って弾性変形するようになっており、ひいては接続部材６についても、軸線ＣＬ１方向に沿って伸縮変形可能とされている。
【００４１】
尚、本実施形態における接続部材６の抵抗値は比較的低いものとなっている。すなわち、接続部材６における第１接続部６１及び第２接続部６２間の抵抗値をＲC（ｍΩ）とし、前記セラミックヒータ９の抵抗値をＲH（ｍΩ）としたとき、ＲC／ＲHが０．１以下となっている。より具体的には、前記セラミックヒータ９の抵抗値ＲHが約３００ｍΩであるところ、前記接続部材６の抵抗値ＲCは約２０ｍΩとされている。
【００４２】
また、本実施形態では、弾性部６３の形成材料や板厚が適宜調節されることによって、接続部材６の軸線ＣＬ１方向に沿ったばね定数ＫCが、０．１ｋＮ／ｍｍ以上１０ｋＮ／ｍｍ以下とされている。
【００４３】
さらに、上述のように弾性部６３の形成材料や板厚等を調節することで、前記接続部材６は、常温（例えば、２５℃）下において軸線ＣＬ１方向に沿って４０Ｎの引張力を加えられた場合や、軸線ＣＬ１と直交する方向に沿って３０Ｇの加速度を加えられた場合であっても、塑性変形を起こすことのないように構成されている。
【００４４】
加えて、第１接続部６１の後端部及び第２接続部６２の先端部は、それぞれ軸線ＣＬ１側へとすぼんで形成されているため、各弾性部６３のうち最も外周側に膨出する部分とハウジング２の内周面との間の間隙を比較的大きく確保できるようになっている。これにより、前記接続部材６が軸線ＣＬ１方向に沿って潰れ方向に弾性変形した場合、すなわち、各弾性部６３の中央部分が外周側へと撓んだ場合であっても、接続部材６とハウジング２とが接触してしまうことをより確実に防止できるようになっている。
【００４５】
前記給電部材７は、ハウジング２の軸孔２１内の先端側に配設されており、導電性の金属材料によって全体として筒状をなすようにして構成されている。また、給電部材７は、前記接続部材６及びセラミックヒータ９間を電気的かつ機械的に接続しており、図５（ａ），（ｂ）に示すように、前記セラミックヒータ９の後端部が圧入される環状の先端側筒状部７１と、前記接続部材６に対して接合される後端側筒状部７２とを備えている。加えて、給電部材７の後端側筒状部７２は、先端側筒状部７１の後端面から軸線ＣＬ１に沿って後端側へと延びる複数の延出部７２ａによって構成されている。前記各延出部７２ａは、周方向に沿って所定間隔毎に配設されており、これにより、給電部材７の後端側筒状部７２が、全体として環状をなすものとされている。尚、各延出部７２ａは、後述する台座１４２に形成された連通部１４５に対して挿通されており〔図８（ｂ）参照〕、ひいては、延出部７２ａ（給電部材７）の後端部が前記台座１４２よりも軸線ＣＬ１方向の後端側に位置するようになっている。
【００４６】
また、本実施形態においては、前記給電部材７の少なくともセラミックヒータ９が嵌合する先端側の内周面に対してメッキ加工が施されており、当該内周面には、金メッキ等のメッキ被膜（図示せず）が設けられている。これにより、給電部材７と、セラミックヒータ９の後述する第１電極取出部９６との間の接触抵抗が増大してしまうことを防止できるようになっている。加えて、前記メッキ被膜を設けることで、給電部材７の先端側筒状部７１に対するセラミックヒータ９の圧入荷重が減少してしまうことを防止でき、給電部材７に対してセラミックヒータ９をより確実に固定できるようになっている。
【００４７】
図３に戻り、前記ハウジング２の軸孔２１の先端部には、筒状の先端スリーブ２７が挿設されている。当該先端スリーブ２７は、円筒状をなす本体部２７ａと、当該本体部２７ａの先端から径方向外側へと膨出して形成された鍔部２７ｂとを有している。また、先端スリーブ２７の鍔部２７ｂと前記ハウジング２の先端面との当接部分に対してレーザ溶接等を施すことにより、ハウジング２と先端スリーブ２７とが接合されている。
【００４８】
加えて、図６に示すように、所定の金属材料によって形成された外筒８が、前記先端スリーブ２７（鍔部２７ｂ）を介してハウジング２の先端部に対して接合されている。当該外筒８は、軸線ＣＬ１方向に延びる内孔８１ａを有する本体部８１と、当該本体部８１の内孔８１ａに対して自身の後端部が挿通された状態で設けられる筒状部８２とを備えている。
【００４９】
前記外筒８の本体部８１は、その先端部において軸線ＣＬ１方向の先端側へと縮径するテーパ部８１ｂを有しており、前記取付孔に対してグロープラグ１を取付けた際には、当該テーパ部８１ｂが前記エンジンのシリンダヘッドに形成されたプラグホールのシート部（図示外）に対して当接するようになっている。すなわち、グロープラグ１を内燃機関に取付けた際には、前記テーパ部８１ｂが燃焼室との気密を確保するシールとしての役割を担うこととなっている。
【００５０】
前記筒状部８２は、自身の後端部において径方向外側に突出して形成された鍔部８２ａと、軸線ＣＬ１に沿って延びる円筒状の先端側筒部８２ｂと、前記鍔部８２ａ及び前記先端側筒部８２ｂ間を連結し、比較的薄肉に形成された薄肉部８２ｃとから構成されている。また、前記筒状部８２の鍔部８２ａの外周部分は、前記本体部８１の後端部の外周部分に対して接合されている。より詳しくは、本体部８１と前記筒状体８２の鍔部８２ｂとの当接部分に対して外周方向からレーザ溶接等を施すことにより、両者が接合されている。
【００５１】
加えて、前記筒状部８２の鍔部８２ｂと先端スリーブ２７との当接面に対して、レーザ溶接を施すことによって、外筒８と先端スリーブ２７とが接合されている。尚、前記薄肉部８２ｃの後端面と先端スリーブ２７の先端面との間には、若干の空間が形成されるようになっている。
【００５２】
前記セラミックヒータ９は、絶縁性セラミックによって構成されるとともに、軸線ＣＬ１方向に延びる略同径で丸棒状の基体９１と、その内部に埋設され、導電性セラミックよりなる長細いＵ字状の発熱体９２とを備えている。また、当該発熱体９２は、それぞれ棒状をなす一対の第１リード部９３、第２リード部９４と、各リード部９３，９４の先端部同士を連結する連結部９５とを備えている。ここで、当該連結部９５のうち特に先端側の部分が、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９の先端部分において、その曲面に沿うようにして断面Ｕ字状をなしている。加えて、連結部９５の先端側の部分の断面積は各リード部９３，９４の断面積よりも小さくなるようにして形成されており、通電時には、前記連結部９５の先端側の部分において積極的に発熱が行われるようになっている。
【００５３】
また、各リード部９３，９４は、それぞれセラミックヒータ９の後端側に向けて互いに略平行に延設されている。加えて、第１リード部９３の後端寄り位置には、第１電極取出部９６が外周方向に突設されており、当該第１電極取出部９６は、セラミックヒータ９の外周面に露出している。また、第２リード部９４の後端寄りの位置には、第２電極取出部９７が外周方向に突設されており、当該第２電極取出部９７が、セラミックヒータ９の外周面に露出している。尚、第１電極取出部９６は、前記軸線ＣＬ１方向に沿って、第２電極取出部９７よりも後端側に位置している。
【００５４】
加えて、第１電極取出部９６は、前記給電部材７の先端部（先端側筒状部７１）の内周面に対して接触している。これにより、給電部材７に対して接続部材６を介して電気的に接続された中軸３と前記第１リード部９３との間における電気的導通が図られている。また、前記第２電極取出部９７は、外筒８（筒状体８２）の内周面に対して接触している。これにより、外筒８に接合されたハウジング２と第２リード部９３との電気的導通が図られている。すなわち、本実施形態では、前記中軸３とハウジング２とが、グロープラグ１において、セラミックヒータ９に通電するための陽極・陰極として機能するようになっている。
【００５５】
また、前記セラミックヒータ９の軸線ＣＬ１方向に沿った中間部分は、前記外筒８の筒状体８２に対して圧入された状態で保持されているとともに、セラミックヒータ９の先端部は前記筒状体８２の先端から露出した状態となっている。加えて、エンジンの燃焼に伴う燃焼圧が前記セラミックヒータ９に加えられた際には、前記筒状体８２の薄肉部８２ｃが後端側へと撓むことで、セラミックヒータ９が前記ハウジング２に対して軸線方向ＣＬ１に沿って僅かに相対移動（変位）するように構成されている。
【００５６】
次いで、セラミックヒータ９の軸線ＣＬ１に沿ったハウジング２に対する相対移動（セラミックヒータ９から伝達される圧力）に基づいて燃焼圧を検知するための構成（圧力検知部１０）について説明する。圧力検知部１０は、図７に示すように、第１信号線１１、第２信号線１２、第３信号線１３、ストッパー部１４、圧力伝達部１５、及び、センサ構造体１６を備えている。
【００５７】
前記第１信号線１１、第２信号線１２、及び、第３信号線１３は、導電性材料（例えば、Ｎｉ合金等）からなる導電線が絶縁性材料（例えば、フッ素樹脂等）からなる被膜によって被覆されて形成されている。加えて、各信号線１１〜１３は、前記中軸３の貫通孔３１及び接続部材６の内部において、軸線ＣＬ１方向に延びるようにして配設されている（図２等参照）。また、第１信号線１１の後端部は、前記端子ピン５の第１端子５１ａに対して電気的に接続されており、第２信号線１２の後端部は、前記第２端子５２ａに対して電気的に接続されている。さらに、第３信号線１３の後端部は、前記第３端子５３ａに対して電気的に接続されている。
【００５８】
前記ストッパー部１４は、台座押え１４１と台座１４２とから構成されている。前記台座押え１４１は、筒状をなすとともに、前記先端スリーブ２７の後端部の内周面に対して接合されている。より詳しくは、先端スリーブ２７の後端部に前記台座押え１４１の先端部を嵌合した上で、前記先端スリーブ２７の外周から周方向に沿ってレーザ溶接等を施すことによって、先端スリーブ２７に台座押え１４１が接合されている。また、台座押え１４１は、前記先端スリーブ２７に接合されることで、前記ハウジング２に対して相対移動不能な状態とされている。加えて、台座押え１４１の内径は、前記給電部材７の外径よりも大きくされており、台座押え１４１の内周面と、前記給電部材７の外周面とが非接触状態となっている。
【００５９】
また、前記台座１４２は、前記台座押え１４１の先端面に対しての自身の後端面の外周縁部が係止された状態で配設されている。当該台座１４２は、熱膨張率の比較的低い金属材料（例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等）によって形成されているとともに、軸線ＣＬ１方向に沿った応力が印加された際に、撓みや破損等が生じてしまうことを防止すべく、比較的厚肉に形成されている。加えて、図８（ａ），（ｂ）に示すように、台座１４２には、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる複数の透孔１４３が設けられており、前記各信号線１１〜１３が、当該透孔１４３を通じて台座１４２の先端面側へと延出している。尚、各透孔１４３の内側には、ガラスが充填されてなる環状の絶縁部材１４４が設けられ、各信号線１１〜１３が台座１４２に対して絶縁状態で固定されている。
【００６０】
加えて、前記台座１４２の外周側端縁部には、先端面から後端面へと連通する複数の連通部１４５が切欠かれるようにして形成されている。ここで、当該連通部１４５に対しては、前記給電部材７の各延出部７２ａが連通されているため、セラミックヒータ９がハウジング２に対して相対移動した際には、給電部材７についてもセラミックヒータ９とともに、軸線ＣＬ１に沿ってハウジング２に対して相対移動するようになっている。
【００６１】
図７に戻り、前記圧力伝達部１５は、中間部材１５１と中実部材としての半球部材１５２とから構成されており、前記給電部材７の内部において、前記センサ構造体１６及びセラミックヒータ９間に配設されている。圧力伝達部１５は、燃焼圧によって前記セラミックヒータ９が後端側へと押圧されたときに、セラミックヒータ９の受圧力に応じた圧力を前記センサ構造体１６に対して伝達するものである。
【００６２】
前記中間部材１５１は、高剛性で、かつ、中実（高密度）の金属材料によって円板状に形成されている。また、中間部材１５１の外径は、給電部材７の内径よりも若干量だけ小さくなるように設定されている。さらに、前記中間部材１５１は、自身の先端面が前記半球部材１５２に対して当接する一方で、自身の後端面の大部分が、センサ構造体１６の先端面に対して当接した状態で配設されている。
【００６３】
また、中間部材１５１と給電部材７との間には若干の間隙が形成されており、さらに、セラミックヒータ９及び前記台座押え１４１間には、軸線ＣＬ１方向に沿った所定の荷重が予め加えられていることから、中間部材１５１の後端面は、半球部材１５２によって平坦状のセンサ構造体１６の先端面に対して常に押し付けられている。従って、図１０に示すように、燃焼圧を受けることによって前記筒状部８２の薄肉部８２ｃの屈曲部分を通る断面と前記軸線ＣＬ１との交点Ｐを基点として、セラミックヒータ９の中心軸ＣＬ２が軸線ＣＬ１に対して若干傾き、ひいては給電部材７の中心軸が軸線ＣＬ１に対して傾いたとしても、中間部材１５１の端面が軸線ＣＬ１方向に対して直交する状態が維持されるようになっている。尚、セラミックヒータ９の中心軸ＣＬ２が軸線ＣＬ１に対して傾いた状態で中間部材１５１に対して圧力が加わったときの、センサ構造体１６に加えられる偏荷重の影響を軽減すべく、中間部材１５１の厚さは十分に大きな値（例えば、０．５ｍｍ）に設定されている。
【００６４】
加えて、前記半球部材１５２は、中実（高密度）のセラミック材料によって形成されている。当該半球部材１５２は、前記給電部材７に対して圧入固定されており、平坦状に形成された半球部材１５２の先端面は、前記セラミックヒータ９の後端面に対して当接している。
【００６５】
さらに、前記半球部材１５２の後端面については、後端側へと膨出する湾曲面状に形成されている。ここで、本実施形態においては、半球部材１５２の後端面のうち最も後端側に膨出する部分が軸線ＣＬ１上に位置している。すなわち、軸線ＣＬ１に沿って半球部材１５２の後端面と中間部材１５１との当接部分を通る直線が、後述するセンサ素子１６１の中心部分（感圧抵抗体１６６の中心部分）を通過するように設定されている。半球部材１５２の後端面の曲率半径Ｒは、半球部材１５２の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った幅をＷとし、前記軸線ＣＬ１に対するセラミックヒータ９の中心軸ＣＬ２の最大傾きをθMとしたとき、次の式（１）を満たすように設定されている。
【００６６】
Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθM…（１）
尚、本実施形態においては、半球部材１５２の後端面の曲率半径Ｒが、前記交点Ｐから中間部材１５１（半球部材１５２の後端面に当接する部材）までの軸線ＣＬ１に沿った距離Ｌとほぼ同じになるように設定されている。
【００６７】
さらに、図８（ａ），（ｂ）、及び、図９に示すように、前記センサ構造体１６は、センサ素子１６１と、当該センサ素子１６１を挟むようにして配設されたガラス板１６２，１６３とから構成されている。また、センサ構造体１６（ガラス板１６３）は、前記台座１４２の先端面の中央部分に対してガラス接合や所定の接着剤（例えば、エポキシ系の接着剤）によって接着されている。
【００６８】
図９に示すように、前記センサ素子１６１は、基板１６４と、当該基板１６４上に設けられた複数の端子１６５と、感圧抵抗体１６６と、感温抵抗体１６７とを備えている。
【００６９】
前記基板１６４は、平板状をなすシリコン基板であり、その面方位は｛１１０｝とされている。加えて、基板１６４表面の四隅のうちの３箇所には、端子１６５がそれぞれ配置されており、各端子１６５は、ガラス板１６２に形成された切り欠きから表面へと露出している。また、前記各端子１６５は、各信号線１１〜１３に対してボンディングワイヤ１６８を介して電気的に接続されている。
【００７０】
さらに、前記感圧抵抗体１６６は、基板１６４の中央部分において蛇行した状態で配置されている。ここで、当該感圧抵抗体１６６のうち、比較的長い直線を形成する部分（図９の上下方向に沿って延びる部分）においては、結晶方位が＜１１０＞方向とされている。そのため、感圧抵抗体１６６に対して軸線ＣＬ１方向（図９の手前奥方向）に沿った圧力が加えられると、感圧抵抗体１６６の抵抗値が比較的大きく変化するというピエゾ抵抗効果を利用できるように構成されている。
【００７１】
前記感温抵抗体１６７は、温度変化を検出可能な感温素子として機能するものであり、前記感圧抵抗体１６６とほぼ同一の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有している。当該感温抵抗体１６７は、基板１６４上において前記感圧抵抗体１６６が配設される面と同一の面に配設されており、ひいては前記感圧抵抗体１６６と略同一の温度環境下に置かれるようになっている。従って、温度変化に伴って感圧抵抗体１６６の抵抗値が変化したとき、感温抵抗体１６７の抵抗値についても、感圧抵抗体１６６の抵抗値変化に対応して変化するようになっている。尚、前記感圧抵抗体１６６、感温抵抗体１６７、及び、電極１６５は、後述する製造方法により、それぞれが電気的に接続されている。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、ハウジング２の外部において、前記端子ピン５に対して所定の導電線を介して電気的に接続される圧力検知回路（図示せず）が設けられている。より具体的には、前記圧力検知回路は、第１端子５１ａ、第２端子５２ａ、及び、第３端子５３ａに対して電気的に接続されており、各信号線１１〜１３を通じて前記センサ素子１６１との間で信号の入出力を行い、感圧抵抗体１６６の抵抗値と感温抵抗体１６７の抵抗値とに基づいてセラミックヒータ９に対して加えられた圧力（燃焼圧）を検知するものである。詳述すると、圧力検知回路は、前記感温抵抗体１６７の抵抗値変化に基づいて、前記感圧抵抗体１６６の抵抗値変化を補正することで、感圧抵抗体１６６の抵抗値変化量から温度変化による抵抗値変化量を除いた抵抗値変化量、すなわち、圧力伝達部１５から印加された圧力のみに基づく感圧抵抗体１６６の抵抗値の変化分を求める。そして、当該抵抗値変化分に基づいて、燃焼室内の燃焼圧を検知する。
【００７３】
次いで、上述したグロープラグ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されるものとする。
【００７４】
まず、所定形状の金属材料等に対して切削加工や転造加工等を施すことによって、ハウジング２、中軸３、工具係合体４、接続部材６、給電部材７等を予め製造しておく。また、前記端子ピン５は、各端子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５５ａを用意して、これらを所定の配置で保持し、公知の樹脂インサート成形を行うことにより形成する。
【００７５】
加えて、前記センサ素子１６１については、まず、ＳＯＩ（Ｓｉｌｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ：活性層、中間酸化層、及び、支持層から構成される）ウエハを用意し、前記活性層に対して不純物のインプラ加工、アニール処理、及び、エッチング処理を施すことで、前記活性層に感圧抵抗体１６６及び感温抵抗体１６７を形成する。そして、中間酸化膜、感圧抵抗体１６６、及び、感温抵抗体１６７を覆うパッシベーション膜（保護酸化膜）を形成し、次いで、感圧抵抗体１６６及び感温抵抗体１６７の所定部分を外部に露出させるべく、前記パッシベーション膜の所定部位に対してエッチング処理を施す。その後、接触抵抗の低減を図るべく、感圧抵抗体１６６及び感温抵抗体１６７の前記所定部分に対して所定の合金（例えば、ＰｔＳｉ等）からなる抵抗低減層を形成する。次に、配線や電極１６５を配置し、感圧抵抗体１６６、感温抵抗体１６７、及び、電極１６５を配線によって電気的に接続することでセンサ素子１６１が得られる。
【００７６】
次いで、前記センサ素子１６１をガラス板１６２，１６３によって挟み込んでなるセンサ構造体１６と台座１４２とを予め接着しておく。また、前記台座１４１の透孔１４３に対して各信号線１１〜１３を挿通し、さらに、各信号線１１〜１３をセンサ素子１６１の各電極１６５に対してボンディングワイヤ１６８によって予め接合しておく。
【００７７】
そして、前記給電部材７の先端部に対して、予め製造したセラミックヒータ９の後端部を圧入する。加えて、セラミックヒータ９を前記外筒８の筒状体８２に対して圧入する〔図５（ａ）に示す状態となる〕。次いで、セラミックヒータ９の後端部が圧入された給電部材７の外周に前記先端スリーブ２７を配設するとともに、先端スリーブ２７の先端部と前記筒状体８２とをレーザ溶接により接合する。
【００７８】
その後、給電部材７の後端開口から半球部材１５２を給電部材７内へと圧入した後、中間部材１５１を前記給電部材７内に挿入し、次いで、センサ構造体１６が接着された台座１４２を給電部材７の後端開口から入れ込む。このとき、前記給電部材７の延出部７２ａが、台座１４２に形成された連通部１４５を通った状態で、前記台座１４２が給電部材７の内部に配設される。そして、前記給電部材７の後端部と先端スリーブ２７の後端部との間に前記台座押え１４１を挿入するとともに、当該台座押え１４１に先端側へと所定の押圧力（初期荷重）を加えた状態で、前記先端スリーブ２７の後端部の外周面に対して周方向に連続して打ち抜き溶接を行う。これにより、前記台座押え１４１が先端スリーブ２７に接合されるとともに、前記センサ構造体１６に対しての初期荷重が印加されることとなる。
【００７９】
次に、前記外筒８の本体部８１を前記筒状体８２の後端部の外周に配置した上で、本体部８１と筒状体８２とをレーザ溶接によって接合する。その後、給電部材７の後端部に対して、前記接続部材６を接合する。すなわち、前記給電部材７の後端部を接続部材６の第１接続部６１に嵌入した上で、当該第１接続部６１の外周面に対して周方向に沿ったレーザ溶接を施すことによって、給電部材７が接続部材６に対して接合される。次いで、接続部材６の第２接合部６２と中軸３とを、レーザ溶接等によって接合する。尚、前記センサ構造体１６に対して接続された各信号線１１〜１３は、接続部材７及び中軸３の内部に挿設される。
【００８０】
次いで、前記ハウジング２の先端部の内部に対して、前記中軸３やセラミックヒータ９等と一体化された先端スリーブ２７を挿入した上で、当該先端スリーブ２７とハウジング２とをレーザ溶接によって接合する。その後、ハウジング２の後端部の内周面と中軸３との間に、Ｏリング２５及び絶縁ブッシュ２６を配設した上で、支持部材２８を中軸３に接合する。そして、ハウジング２と工具係合体４とを接合し、各端子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５５ａを中軸３や各信号線１１〜１３に対して電気的に接合した端子ピン５を、前記工具係合体４に対して接合することによって、上述のグロープラグ１が得られる。
【００８１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、センサ素子１６１は、中軸３よりも先端側に配置された台座１４２に対して接合されている。すなわち、燃焼に伴うセラミックヒータ９の受圧力は、中軸３を介することなくセンサ素子１６１に対して伝達されるため、中軸３による圧力の吸収は生じない。そのため、燃焼圧をより正確に検知することができる。
【００８２】
また、前記圧力伝達部１５を構成する中間部材１５１及び半球部材１５２は、ともに機械的に剛〔本実施形態では、ともに中実（高密度）〕の部材であるため、セラミックヒータ９からの圧力によって撓み等の変形が生じにくい。従って、セラミックヒータ９からセンサ素子１６１に対して伝達される圧力について、圧力伝達部１５における損失を効果的に抑制することができ、燃焼圧を精度よく検知することができる。
【００８３】
加えて、本実施形態において、半球部材１５２の後端面は、軸線ＣＬ１方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成される一方で、当該半球部材１５２に当接する中間部材１５１の先端面は平坦状に形成され、かつ、軸線ＣＬ１に沿って半球部材１５２と中間部材１５１との当接部分を通る直線が、センサ素子１６１の感圧部分（感圧抵抗体１６６）を通過するように構成されている。そのため、燃焼圧を受けた際、セラミックヒータ９の中心軸ＣＬ２が軸線ＣＬ１に対して傾いてしまった場合であっても、センサ素子１６１の感圧部分と、半球部材１５２から中間部材１５１へと圧力が伝達される部分との間の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った位置ずれ量を比較的小さなものとすることができる。これにより、センサ素子１６１（感圧抵抗体１６６）に対して圧力をより確実に伝達することができ、燃焼圧を一層精度よく検知することができる。
【００８４】
さらに、半球部材１５２及びセンサ構造体１６間に中間部材１５１が設けられているため、半球部材１５２からセンサ構造体１６に対して加えられる応力を分散させることができる。その結果、センサ構造体１６（特に、ガラス板１６２）の破損をより確実に防止することができる。
【００８５】
併せて、半球部材１５２の後端面の曲率半液Ｒについて、Ｗ／２≦Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθMを満たすように設定されている。すなわち、Ｗ／２≦Ｒとすることで、半球部材１５２の後端面を比較的容易に湾曲面状に形成することができる。また、Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθMとすることで、半球部材１５２の後端面と側面との間に位置する角部が半球部材１５１に対して当接してしまうこと、つまり、半球部材１５２から中間部材１５１に対して圧力が伝達される部位と、センサ素子１６１の感圧部分とが軸線ＣＬ１と直交する方向に沿って比較的大きくずれてしまうことを防止できる。その結果、半球部材１５２の後端面を湾曲面状に形成したことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００８６】
さらに、半球部材１５２の後端面と中間部材１５１の先端面とは点接触状態となるため、セラミックヒータ９からセンサ素子１６１側への熱伝達の経路を比較的狭めることができる。これにより、セラミックヒータ９で生じた熱がセンサ素子１６１側へと伝達されてしまうことを効果的に抑制することができ、セラミックヒータ９における消費電力の低減や燃焼効率の向上を図ることができる。
【００８７】
また、センサ素子１６１の少なくとも先端部が、給電部材７の内部に配設されている。換言すれば、圧力伝達部１５の後端は給電部材７の後端よりも先端側に位置している。このため、燃焼圧を受けた際にセラミックヒータ９の中心軸ＣＬ２が軸線ＣＬ１に対して傾く際の傾き中心Ｐから、半球部材１５２の後端面と当接する部分（中間部材１５１）までの距離Ｌを比較的小さくすることができる。従って、燃焼圧によりセラミックヒータ９の中心軸ＣＬ２が軸線ＣＬ１に対して傾いた場合における、センサ素子１６１の感圧部分に対する半球部材１５２と中間部材１５１との当接部分の位置ずれ量をより一層小さなものとすることができ、燃焼圧の検知精度を一層向上させることができる。
【００８８】
併せて、圧力伝達部１５の後端を前記給電部材７の後端よりも先端側に位置させることで、セラミックヒータ９の先端から圧力伝達部１５の後端までの距離を比較的短くすることができる。その結果、圧力伝達に際しての圧力の損失を抑制することができ、燃焼圧を一層精度よく検知することができる。
【００８９】
また、本実施形態においては、給電部材７の後端部が、台座１４２に形成された連通部１４５を通って台座１４２の後端側へと延出しており、当該給電部材７の後端部と中軸３とが電気的に接続されている。従って、センサ素子１６１を迂回する形で導電線を配置して、給電部材７（セラミックヒータ９）と中軸３とを電気的に接続する場合と比較して、台座１４２等の部品形状や軸孔２１内の構造の簡素化を図ることができる。さらに、中軸３及び給電部材７を比較的容易に、かつ、より確実に接続することができ、ひいては中軸３及びセラミックヒータ９間における電気的かつ機械的な接続信頼性を向上させることができる。
【００９０】
さらに、中軸３と給電部材７の後端部とが抵抗値の比較的低い（セラミックヒータ９の抵抗値ＲHの１０分の１以下）接続部材６によって接続されているため、電力の供給経路における抵抗値を比較的小さなものとすることができ、セラミックヒータ９の発熱性能の向上を図ることができる。また、給電部材７と中軸３とを、筒状をなす接続部材６によって電気的かつ機械的に接続することで、給電部材７と中軸３とを導電線によって接続する場合と比較して、両者を機械的かつ電気的により強固な状態で接続することができる。
【００９１】
また、内燃機関の動作に伴う振動や歪みを有するエンジンヘッドへの装着に伴うグロープラグ１の変形等により発生した応力が、中軸３と接続部材６との接続部分に集中してしまうことが懸念されるが、接続部材６は弾性変形可能（ＫC≦１０ｋＮ／ｍｍ）に構成されているため、中軸３と接続部材６との接続部分に対する応力の集中を防止することができる。従って、中軸３と接続部分６との接続部分等の破損をより確実に防止することができる。
【００９２】
加えて、接続部材６を軸線ＣＬ１方向に沿って変形不能に、或いは、変形しにくい構成とした場合には、セラミックヒータ９の軸線ＣＬ１方向に沿った相対移動が規制され、燃焼圧の検知に支障が生じてしまうおそれがあるが、本実施形態において、接続部材６は軸線ＣＬ１方向に沿って弾性変形可能とされているため、セラミックヒータ９の軸線ＣＬ１方向に沿った相対移動は何ら規制されなくなる。そのため、セラミックヒータ９の受けた圧力をセンサ素子１６１に対してより正確に伝達することができ、燃焼圧のより正確な検知を図ることができる。
【００９３】
併せて、接続部材６のばね定数ＫCについて、０．１ｋＮ／ｍｍ≦ＫCを満たすように構成されているため、中軸３の先端部を給電部材７ひいてはセラミックヒータ９に対してより確実に固定することができる。これにより、エンジンの動作に伴う中軸３の先端部の振れ動きを抑制することができ、中軸３の欠損や中軸３の先端部とハウジング２との接触による短絡等の不具合をより確実に防止することができる。
【００９４】
また、前記端子ピン５に対して取付けられた前記コネクタを取外す際には、端子ピン５に対して軸線ＣＬ１方向に沿った引張力や軸線ＣＬ１方向と直交する向きに沿った応力が加えられてしまい、当該引張力や応力によって接続部材６に伸張や変形が発生してしまうおそれがある。ここで、本実施形態における接続部材６は、常温下において軸線ＣＬ１方向に沿って４０Ｎの引張力を加えられた場合や、軸線ＣＬ１と直交する方向に沿って３０Ｇの加速度を加えられた場合であっても、塑性変形しないように構成されている。このため、前記コネクタを取外す際に、接続部材６に対して引張力や応力が加えられた場合であっても、接続部材６は塑性変形することなく、接続部材６の弾性は何ら損なわれない。従って、接続部材６を弾性変形可能に構成したことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００９５】
さらに、グロープラグ１を製造するにあたって、台座１４２を給電部材７の後端から挿入し、連通部１４５に対して給電部材７の延出部７２ａが挿通されるようにして台座１４２を配置しさえすれば、台座１４２の後端側へと給電部材７の後端部（延出部７２ａ）が延出する構成を実現することができる。すなわち、本実施形態によれば、製造作業の簡素化を図ることができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００９６】
次いで、本実施形態における作用効果を確認すべく、半球部材の後端面を湾曲面状に形成した複数のサンプルを作製し、各サンプルについて、センサ素子の中心部分に対する、半球部材と中間部材との当接部分の位置ずれ量ｘを測定した。表１に、各サンプルの位置ずれ量ｘを示す。尚、半球部材の後端面の曲率半径Ｒと、半球部材の幅（外径）Ｗと、傾き中心から半球部材及び中間部材の当接部分までの距離Ｌと、セラミックヒータの中心軸の軸線に対する最大傾きθMとについては、それぞれ表１中に示した値とした。また、各サンプルともに、先端面が１．８ｍｍ四方のセンサ素子を用いた。
【００９７】
【表１】
2010139150.tif 000003
【００９８】
表１に示すように、各サンプルともに位置ずれ量ｘは、センサ素子の先端面の一辺の大きさの半分よりも小さなものとなり、センサ素子の中心部分の近傍において半球部材から中間部材へと圧力が伝達される、すなわち、圧力がセンサ素子の感圧部分に対してより確実に伝達されることが確認された。尚、センサ素子の大きさは種々変更されるものであるため、センサ素子の大きさに応じて上記各寸法Ｒ，Ｌ，Ｗ，θMを適宜設定することができるが、少なくとも曲率半径Ｒについては、Ｒ＜Ｗ／２ｓｉｎθMを満たすように設定することが好ましい。また、半球部材の後端面を湾曲面状に形成するにあたり、形成作業の容易化を図るという観点からは、Ｗ／２≦Ｒを満たすこと、すなわち、曲率半径Ｒを比較的大きな値とすることが好ましく、ひいては半球部材の幅（外径）Ｗを比較的大きな値（例えば、２ｍｍ以上５ｍｍ以下）とすることが好ましい。また、圧力伝達に際する圧力の損失を抑制するという観点からは、距離Ｌを比較的小さな値（例えば、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下）とすることが好ましく、位置ずれ量ｘの低減を図るためには、最大傾きθMを極力小さな値（例えば、０°以上５°以下）とすることが好ましい。また、これらの数値範囲を踏まえた上で、曲率半径Ｒについては２ｍｍ以上１０ｍｍ以下と設定することが好ましい。
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態について図面を参照して説明する。
【００９９】
本第２実施形態では、上記第１実施形態における圧力伝達部１５の構成等が圧力伝達機構１２１に具現化されている。すなわち、圧力伝達機構１２１は、図１１に示すように、ハウジング１２２と、受圧部１２３と、センサ構造体１２４と、圧力伝達部１２５とを備える。
【０１００】
前記ハウジング１２２は、軸線ＣＬ３方向に延びる軸孔１２２ａを有しており、前記受圧部１２３は、前記軸孔１２２ａ内に挿設され、先端部がハウジング１２２より露出している。また、ハウジング２の先端部には、軸線ＣＬ１に沿って延びる筒状の筒状部１２６が設けられており、前記受圧部１２３は当該筒状部１２６によって保持されている。さらに、前記筒状部１２６はその屈曲部分に薄肉部１２６ａを有しているため、前記受圧部１２３は、軸線ＣＬ３方向に沿ってハウジング１２２に対して若干ながら相対移動可能となっている。加えて、前記センサ構造体１２４は、印加された圧力に応じた信号を出力するセンサ素子１２７を有している。また、センサ構造体１２４は、前記ハウジング１２２の軸孔１２２ａの外周面に対して接合された台座１２８の先端面に対して接合固定されている。
【０１０１】
さらに、前記圧力伝達部１２５は、受圧部１２３及びセンサ構造体１２４間に配設されており、受圧部１２３に加えられた圧力を前記センサ素子１２７に対して伝達するものである。当該圧力伝達部１２５は、中間部材１２５ａと中実部材としての半球部材１２５ｂとから構成されている。前記中間部材１２５ａは、円板状をなすとともに、中実の金属材料によって形成されており、一方で、前記半球部材１２５ｂは、中実のセラミック材料によって形成されている。また、前記半球部材１２５ｂは、その後端面が前記軸線ＣＬ３方向の後端側に向けて膨出する湾曲面状に形成されており、半球部材１２５ｂの後端面と当接する中間部材１２５ａの先端面は、平坦状に形成されている。加えて、軸線ＣＬ３に沿って中間部材１２５ａと半球部材１２５ｂの当接部分を通る直線が、センサ素子１２７の感圧部分を通過するように構成されている。併せて、前記半球部材１２５ｂの湾曲面の曲率半径をＲ2，半球部材１２５ｂの幅（外径）をＷ2、軸線ＣＬ３に対して受圧部１２３の中心軸が傾き得る最大傾きをθM2としたとき、Ｗ2／２≦Ｒ2＜Ｗ2／２ｓｉｎθM2を満たすように半球部材１２５ｂの後端面が形成されている。
【０１０２】
以上詳述したように、本第２実施形態によれば、基本的に上記第１実施形態と同様の作用効果が奏されることとなる。すなわち、センサ素子１２７に対する伝達圧力の損失抑制や、センサ素子１２７の感圧部分と半球部材１２５ｂから中間部材１２５ａへと圧力が伝達される部分との間の位置ずれ量の低減等を図ることができ、圧力の検知精度の向上を図ることができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（ａ）上記実施形態では、半球部材１５２の後端面の曲率半径Ｒが、交点Ｐ及び中間部材１５２間の軸線ＣＬ１方向に沿った距離Ｌとほぼ等しくなるに設定されているが、曲率半径Ｒを距離Ｌよりも大きくなるように、又は、小さくなるように設定することとしてもよい。尚、半球部材１５２及び中間部材１５１の当接部分と、センサ素子１６１の中心部分（軸線ＣＬ１が通過する部分）との位置ずれ量を極力小さくするという観点からは、曲率半径Ｒの大きさを距離Ｌの大きさにより近づけることが好ましく、曲率半径Ｒを距離Ｌと等しいものとすることが最も好ましい。
【０１０５】
（ｂ）上記実施形態では、台座１４２の後端側へと給電部材７の後端部（延出部７２ａ）が延出し、当該延出部７２ａと中軸３とが接続部材６によって接続する構成とされているが、図１２に示すように、給電部材２７１を台座２７３の後端側へと延出させることなく、台座２７３を連通する導電線２７２によって給電部材２７１と中軸３とを電気的に接続することとしてもよい。尚、この場合における台座押え２７４の内部には、給電部材２７１を挿通させるためのスペースを確保する必要がない。そのため、同図に示すように、台座押え２７４の後端部の内径を比較的小径化することで、信号線１１等や導電線２７２を軸線ＣＬ１付近に収束させ、ハウジング２に対する信号線１１等の当接等を抑制することとしてもよい。
【０１０６】
（ｃ）上記実施形態では、センサ構造体１６及び半球部材１５２間に中間部材１５１が設けられているが、同図に示すように、中間部材１５１を設けることなく、半球部材１５２がセンサ構造体１６を直接押圧するように構成してもよい。
【０１０７】
（ｄ）上記実施形態では、半球部材１５２の後端面が湾曲面状をなすように形成されているが、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、半球部材２５２の先端面が湾曲面状をなすように形成することとしてもよい。この場合においても、セラミックヒータ９が軸線ＣＬ１に対して傾いてしまった場合に、センサ構造体１１６の感圧部分と、セラミックヒータ９（中間部材２５１）から半球部材２５２に圧力が伝達される部分との間の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った位置ずれ量を比較的小さなものとすることができ、燃焼圧の検知精度の向上を図ることができる。また、セラミックヒータ９及びセンサ構造体１１６間に点接触部分を形成することで、セラミックヒータ９からセンサ構造体１１６に至る熱伝達経路を比較的狭くすることができるため、セラミックヒータ９の消費電力の低減や燃焼効率の向上を図ることができる。
【０１０８】
（ｅ）上記実施形態では、セラミックヒータ９と圧力伝達部１５とを別体で設けることとしているが、セラミックヒータ９の後端部を中実状（機械的に剛性を有するよう）に形成することで、セラミックヒータ９の後端部が圧力伝達部としての機能を有するように構成することとしてもよい。この場合には、圧力伝達部１５を別体で設けた場合に生じ得る、セラミックセンサ９の中心軸と圧力伝達部１５の中心軸との不一致に伴う伝達圧力の損失等を抑制することができる。また、部品点数の削減を図ることができ、生産効率の向上や製造コストの削減を図ることができる。
【０１０９】
（ｆ）上記実施形態において、圧力検知回路はハウジング２の外部に配設されているが、圧力検知回路をハウジング２の軸孔２１内で、センサ素子１６１及び端子ピン５の電気的接続の間に介在させることとしてもよい。この場合には、センサ素子１６１及び圧力検知回路の間の距離を比較的短くすることができるため、両者間で入出力される信号の劣化等をより確実に防止することができる。その結果、燃焼圧の検知精度の更なる向上を図ることができる。
【０１１０】
（ｇ）上記実施形態においては、感圧素子として感圧抵抗体１６６を有してなるセンサ素子１６１が用いられているが、センサ素子の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、圧電素子等を感圧素子として有するセンサ素子を用いることとしてもよい。
【０１１１】
（ｈ）上記実施形態のセラミックヒータ９は、丸棒状、すなわち、断面円形状である場合に具体化されているが、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、断面長円形状でも断面多角形状であってもよい。尚、この場合においては、前記給電部材７の先端部の開口形状は、セラミックヒータ９の後端部の形状に対応して変更されることとなる。
【０１１２】
（ｉ）上記実施形態のセラミックヒータ９は、細長いＵ字状の発熱体９２を備えて構成されているが、セラミックヒータ９としては、例えば、絶縁性の基体を板状に複数形成して、その間に発熱体を挟み込んだいわゆる板状ヒータを用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】（ａ）は、グロープラグの断面図であり、（ｂ）は、グロープラグの正面図である。
【図２】グロープラグ後端部の内部構成等を示す部分拡大断面図である。
【図３】ハウジングの先端部の内部構成等を示す部分拡大断面図である。
【図４】接続部材の構成を示す部分拡大斜視図である。
【図５】（ａ）は、セラミックヒータ及び接続部材に対する給電部材の接続状態を示す拡大斜視図であり、（ｂ）は、給電部材の構成を示す拡大斜視図である。
【図６】セラミックヒータ等の構成を示す部分拡大断面図である。
【図７】センサ構造体や圧力伝達部等の構成を示す部分拡大断面図である。
【図８】（ａ）はセンサ構造体や台座等の構成を示す部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、台座や給電部材等の配置を示すための断面模式図である。
【図９】センサ素子の構造を示す部分拡大模式図である。
【図１０】半球部材の後端面の曲率半径の設定範囲を説明するための拡大模式図である。
【図１１】第２実施形態における圧力検知機構を説明するための断面図である。
【図１２】別の実施形態における給電部材の構成等を示すための拡大模式図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、別の実施形態における圧力伝達部の構成を示す拡大模式図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１…圧力センサ付きグロープラグとしてのグロープラグ、２…ハウジング、３…中軸、６…接続部材、７…給電部材、８…外筒、９…発熱ヒータとしてのセラミックヒータ、１５，１２５…圧力伝達部、２１…軸孔、９１…基体、９２…発熱体、９３…リード部としての第１リード部、９６…電極取出部としての第１電極取出部、１２１…圧力検知機構、１２２…ハウジング、１２３…受圧部、１４５…連通部、１２５ａ，１５１…中間部材、１２５ｂ，１５２，２５２…中実部材としての半球部材、１２７，１６１…センサ素子、ＣＬ１，ＣＬ３…軸線、ＣＬ２…セラミックヒータの中心軸。
【図１】
2010139150.tif 000004
【図２】
2010139150.tif 000005
【図３】
2010139150.tif 000006
【図４】
2010139150.tif 000007
【図５】
2010139150.tif 000008
【図６】
2010139150.tif 000009
【図７】
2010139150.tif 000010
【図８】
2010139150.tif 000011
【図９】
2010139150.tif 000012
【図１０】
2010139150.tif 000013
【図１１】
2010139150.tif 000014
【図１２】
2010139150.tif 000015
【図１３】
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