(57)【要約】      （修正有）【課題】グロープラグの圧力計測装置を使って精度を増大。【解決手段】ハウジング１と、ハウジング１の中で軸方向に動くことができて、先端においてハウジング１から突出している加熱棒３と、この加熱棒３に作用している燃焼室圧力を計測する圧力計測装置４，６とを具備するディーゼルエンジン用グロープラグに関する。物質７がハウジングの空洞に充填され、該物質７は、作動中に生じる温度において液体からペースト状の範囲の粘度を有しているか、或いは達成でき、そして加熱棒３によって発生する熱をハウジング１へ伝導する。【選択図】図１
2011038761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１）と、
該ハウジング（１）の中で軸方向に動くことができ、前端においてハウジング（１）から突出している加熱棒（３）と、
該加熱棒（３）に作用する燃焼室圧力を計測する圧力計測装置（４，６）と
を具備するディーゼルエンジン用グロープラグであって、
前記ハウジングの空洞に物質（７，９）が充填され、該物質（７，９）は、作動中に生じる温度において、液体からペースト状の範囲の粘度を有しているか、或いは達成でき、そして前記加熱棒（３）によって発生する熱を前記ハウジング（１）へ伝導する
ことを特徴とするグロープラグ。
【請求項２】
前記物質（７，９）は、ワックス状か油状の粘度を有する有機物か有機ケイ素化合物であることを特徴とする請求項１記載のグロープラグ。
【請求項３】
前記物質（７，９）は油であることを特徴とする請求項１又は２記載のグロープラグ。
【請求項４】
前記油（９）は鉱物油であることを特徴とする請求項３記載のグロープラグ。
【請求項５】
前記油（７）はシリコンオイルであることを特徴とする請求項３記載のグロープラグ。
【請求項６】
前記物質（９）は金属であり、好ましくは、柔らかい半田合金かアルカリ金属であることを特徴とする請求項１記載のグロープラグ。
【請求項７】
前記物質（９）が前記加熱棒（３）を取り囲んでいることを特徴とする請求項１〜６の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項８】
前記圧力計測装置は前記加熱棒（３）の軸方向動き中に変形する計測隔膜（４）を具備することを特徴とする請求項１〜７の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項９】
前記計測隔膜（４）が一個以上の歪みゲージ（６）を担持していることを特徴とする請求項８記載のグロープラグ。
【請求項１０】
前記ハウジングの空洞をその前端においてシールするシール隔膜（１０）が前記加熱棒（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項１１】
前記ハウジングの空洞が前記物質（９）で部分的に充填されるだけであり、好ましくは、室温において５０％から９５％の範囲に充填されることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項１２】
前記ハウジングが前方空洞と後方空洞とを有し、前記物質（７，９）が少なくともこの２つの空洞の内の１つに充填されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項１３】
鉱物油（９）が前記前方空洞に充填されていることを特徴とする請求項１２記載のグロープラグ。
【請求項１４】
シリコンオイル（７）が前記後方空洞に充填されていることを特徴とする請求項１２又は１３記載のグロープラグ。
【請求項１５】
前記計測隔膜（４）が前記加熱棒（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項８〜１４の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項１６】
前記加熱棒（３）がエラストマー製のスリーブかエラストマー製のリングによって取り囲まれていることを特徴とする請求項１〜１５の何れか１記載のグロープラグ。
【請求項１７】
前記ハウジング（１）が外側ねじ部（２）を具備し、そしてハウジング（１）内の圧力計測装置（４）が前記外側ねじ部（２）とハウジング（１）の前端との間に配設されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１記載のグロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項1の前文に規定された特徴を有するグロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなグロープラグは、WO 2005/090865 A1によって知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、グロープラグの圧力計測装置を使って精度を増大させてディーゼルエンジンの燃焼室の圧力がどのように計測され得るかの途を示すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この問題は請求項１に規定された特徴を有するグロープラグによって解決される。本発明の有利な一層の展開は、従属請求項の主題である。
【０００５】
本発明に係るグロープラグにおいて、物質が封止されたハウジング内領域に充填され、該物質は、作動中に生ずる温度において液体からペースト状の範囲の粘度を有するか達成し、更に加熱棒によって発生した熱をハウジングへ伝導させる。こうして、加熱棒からハウジングへの熱連結が改善される。驚くことに、こうすると計測精度が相当に改善できる。いわば、ハウジングと加熱棒との異なる熱膨張が加熱棒の、圧力とは独立した軸方向の動きを大きくさせ、この動きが圧力測定の誤差となるということが本発明の範囲内で分かってきた。ハウジング内の空洞へ充填した物質が、加熱棒とハウジングとの間の温度勾配を消失させるのに使用され得て、その結果、この誤差原因が低減される。
【０００６】
ハウジング内領域へ充填した物質は、加熱棒の軸方向の動きを阻止してはならない。この理由により、使用される物質は、作動中に生ずる温度において液体からペースト状の範囲の粘度を有するか達成することが重要である。充填された物質は、もしそれが働いていないエンジンで固化するならば如何なる害をも成さない。何故ならば、ともかくエンジンが作動している間に圧力計測がなされるだけであるから。エンジンが作動している間に、グロープラグは加熱され、その結果、熱放散のために使用されるその物質は液体かペースト状になる。好ましくは、熱放散のために使用される物質は、１００℃で、最も好ましいのは、−４０℃から４００℃までの全適用範囲に亘って、液体かペースト状である。
【０００７】
例えば、ワックス状か油の粘度を有する有機物や有機ケイ素化合物が適する。エンジン作動中のグロープラグの内部領域に生ずる温度において、油（特に鉱物油とシリコンオイル）は、有利にも低い粘性を有し、その結果、加熱棒の軸方向の動きは、せいぜい、問題となる温度範囲で、弱められるのは僅かばかりの程度に過ぎない。使用される油は室温において液体かペースト状であり得るが、これはどうしても必要なものではない。もし使用される油が室温でワックス状の粘度を有し、そして、１００℃かそれ以上の温度で単に液化するかペースト状になるならば、その使用される油は何も害を成さない。
【０００８】
エンジンが作動している間に、燃焼室側の前方ハウジング領域の空洞では１００℃から４００℃の範囲の温度が生じ得る。そういうわけで、熱放散目的のために、加熱棒はハウジングの前方部分において、そうした温度で液状化する金属によっても囲まれ得る。この金属は、例えば、柔らかい半田合金、アルカリ金属、特別なソディウム、或いはそれらの混合物である。例えば、錫／鉛合金及び／又はインジウム合金である柔らかい半田合金は、よい熱伝導性を有しており、それ故に、加熱棒の後方領域から熱をハウジングへ放散させることができる。セラミックと金属の加熱棒が関係する場合、加熱棒の外側は通常は接地され、このため、加熱棒をハウジングに対して電気的に絶縁する必要性は無い。それが理由で、ハウジングの中で加熱棒を取り巻く柔らかい半田合金の電気伝導力はいかなる欠点も示さない。
【０００９】
本発明のさらなる詳細と利点は、実施形態例によって添付図面を参照しながら説明する。互いに対応する同一の部品は対応する参照番号によって同一とされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明に係るグロープラグの実施形態例の概略図である。
【図２】図２はグロープラグの他の実施形態例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示されるグロープラグは、エンジンブロックの中へそれをねじ込むための外側ねじ部２を有するハウジング１を有している。ハウジング１の中で軸方向に動き得る加熱棒３は、該ハウジング１の前端から突出している。この加熱棒３に作用する燃焼室圧力は、圧力計測装置の手段によって計測可能であり、図示の実施形態例において、この圧力計測装置は計測隔膜（ダイヤフラム）４を具備する。この計測隔膜は、例えば、ハウジング１の前方部分と後方部分の間に固定されることによってハウジングに取り付けられている。この計測隔膜４は、内部ハウジング領域を前方部分領域と後方部分領域とに分ける。この計測隔膜４は、好ましくは、その内周が加熱棒３に当接される。然しながら原則として、計測隔膜４は内部棒５に当接することもできる。この内部棒は作動中に電力を加熱棒３に供給するのに使用される。図示の実施形態例において、内部棒５は、棒として、或いは、リッツケーブルワイヤとして設計できる。好ましくは、内部棒５は絶縁スリーブ８に取り囲まれる。
【００１２】
加熱棒３に作用する燃焼室圧力が高ければ高いほど、それだけよけいに加熱棒３は復元力に抗してハウジング１の中に押し込められる。加熱棒３のこの動きは、圧力計測に使用できる。図示の実施形態例において、加熱棒３の軸方向の動きは計測隔膜４の動きを引き起こし、この変形が復元力を生む。この変形は、計測隔膜４によって担持されている１つ又はそれ以上の計測要素６の手段によって記録され得る。例えば、この計測要素６は歪みゲージである。好ましくは、計測要素６は計測隔膜４の、ハウジング１の後方端に向かう側に配設される。それらが内部棒５に沿った（図示しない）信号線の手段によって伝達される前に、１つの計測要素又は複数の計測要素によって発生する計測信号は、ここに図示していない電子モジュールを使って処理され得る。
【００１３】
加熱棒３とこれを取り囲むハウジング１の異なる熱膨張も、計測隔膜４の変形を生じさせ得て、それ故に圧力計測に誤差を生む。これを防止するために、ハウジング内の空洞は、ワックスのようなものや油の粘度を有する有機物又は有機ケイ素化合物７で満たしており、この物質７は加熱棒３からハウジング１へ熱を放散させる。図１に図示する実施形態例において、計測隔膜４と、しっかりと閉じた後方ハウジング端との間の、ハウジング１の後方部の空洞はシリコンオイル７で満たされている。このシリコンオイル７は加熱棒３に続いている内部棒５を取り囲んでおり、そして加熱棒３の後方端と計測隔膜４とから熱を放散させる。シリコンオイル手段によって、圧力計測装置が配設されている加熱棒連結部付近において径方向の温度傾斜が相殺方向となる。このため、加熱棒３とハウジング１との異なる熱膨張は、圧力計測装置付近において低減された程度に生じるに過ぎない。その結果、加熱棒３の軸方向の動きに基づき、燃焼室圧力は増大した精度で決定することができる。
【００１４】
図２はグロープラグの他の実施形態例を示し、これは上記の実施形態例と比べて、ハウジングの前方部分の空洞が熱伝導物質９で満たされていることのみが異なる。その前端においてハウジング１はシール１０によって閉じられている。例えば、このシールは加熱棒３とハウジング１とに当接した隔膜として設計できる。シール１０として使用される金属隔膜はセラミック加熱棒３に対して半田付けできるか、或いは、金属製のそれの保護スリーブに溶接できる。好ましくは、シール１０として使用される金属隔膜は前方ハウジング部分１ａに溶接される。然しながら、それに半田付けもできる。もし金属製加熱棒がセラミックス製加熱棒の代わりに用いられるならば、金属隔膜は加熱棒３に溶接できる。金属隔膜はハウジングやハウジング部分１ａと一体にも形成できる。
【００１５】
ハウジング１の前方部分の中に充填して加熱棒３を取り囲んでいる物質９は、例えば、鉱物油や、柔らかな半田合金やアルカリ金属のような低融点金属でよい。加熱棒３を取り囲んでいる物質９は、好ましくは、既に１００℃になって、加熱棒３から熱を、取り囲んでいるハウジング１，１ａに放散させ、加熱棒３の軸方向の動きを妨害することなく、作動中の前方ハウジング部分１ａ内で生じる少なくとも２００℃を越える温度において、液体又はペースト状の粘度、好ましくは液体の粘度を有する。例えばIn51Bi32.5Sn16.5のような、特別のインジウム／ビスマス合金において、沢山のインジウム合金は１００℃よりも相当に低い融点を有している。
【００１６】
内部ハウジング領域への熱の放散に使用される物質７，９の熱膨張が圧力測定を誤らせることがないように保障するために、ハウジング１の内部領域の利用可能領域や部分領域は、熱伝導物質７，９が部分的にだけ満たされ、そしてそれは幾分かの空気をも含んでいる。図２から分かるように、ハウジング１の前方端におけるシール１０と計測隔膜４との間の部分領域は熱伝導物質９が部分的に充填されているだけである。充填レベルは２０％から９５％の範囲で変わり得る。５０％から９５％の範囲の充填レベルが好ましい。対応して、図１の後方部分領域も、熱伝導物質７で部分的にだけ満たされることが好ましい。簡単にするために、図１は対応する空気の気泡とハウジング１の後方端におけるシールを図示していない。
【００１７】
図１と図２に示す両実施形態例は、熱伝導物質７又は９を夫々、ハウジング１の後方部分領域とハウジング１の前方部分領域との夫々に充填させることで組み合わせ可能である。この場合、前方部分領域と後方部分領域とに対して異なる物質の使用が好ましい。好ましくは、前方部分領域に対して電気絶縁の油、特にシリコンオイルが使用される。電気絶縁特性は後方部分領域に対しては問題にならないで、代わりに、高い耐熱性が要求される。
【００１８】
図１に示す実施形態例において、加熱棒３から、取り囲んでいるハウジング１への熱放散は、更に、例えばパーフロロエラストマーであるエラストマーで形成されたリングやスリーブを加熱棒３とハウジング１との間に配設することでも改善できる。パーフロロエラストマーは、低摩擦係数を有しつつ高温耐性をも持っているので有利である。
【符号の説明】
【００１９】
１              ハウジング
１ａ            ハウジングの部分
２              外側ねじ部
３              加熱棒
４              計測隔膜
５              歪みゲージ
７              物質
８              絶縁スリーブ
９              物質
１０            シール
【図１】
2011038761.tif 000003
【図２】
2011038761.tif 000004
【外国語明細書】
2011038761.tif 000005
2011038761.tif 000006
2011038761.tif 000007
2011038761.tif 000008
2011038761.tif 000009
2011038761.tif 000010
2011038761.tif 000011
2011038761.tif 000012
2011038761.tif 000013
2011038761.tif 000014
2011038761.tif 000015