(57)【要約】【課題】燃焼ガスからの受熱による連結部材の熱膨張に起因する、圧力センサの出力ドリフトを低減させた燃焼圧センサ付きグロープラグを提供する。【解決手段】ハウジング１００と、軸線方向ＨＪに変位可能にハウジング１００内に配置されたヒータ部１３０と、ハウジング１００内に配置されてヒータ部１３０を弾性的にハウジング１００に連結する筒状の主連結部材１７０と、バネ定数が主連結部材１７０よりも小さい弾性を有し、主連結部材１７０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに配置されて、ヒータ部１３０及びハウジング１００に気密に結合した筒状の補助連結部材１７５と、ハウジング１００に対するヒータ部１３０の軸線方向ＨＪの変位から燃焼圧を検知をする圧力センサ２００と、を備え、補助連結部材１７５と主連結部材１７０との間に、補助連結部材から主連結部材に向かう赤外光を遮る遮光材を配置してなる燃焼圧センサ付きグロープラグ１。【選択図】図３
2015004463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
自身の先端部を上記ハウジングの先端から突出させて、上記軸線方向に変位可能に上記ハウジング内に配置され、通電により発熱する棒状のヒータ部と、
筒状をなし、上記ハウジング内に配置されて、その一端が上記ヒータ部に、他端が上記ハウジングに結合し、上記ヒータ部を上記軸線方向に変位可能に弾性的に上記ハウジングに連結する主連結部材と、
上記軸線方向のバネ定数が上記主連結部材よりも小さい弾性を有する筒状をなし、上記主連結部材の上記軸線方向先端側に配置されて、その一端が上記ヒータ部に、他端が上記ハウジングに気密に結合した補助連結部材と、
上記ハウジングに対する上記ヒータ部の上記軸線方向の変位から燃焼圧を検知する圧力センサと、を備える
燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
上記補助連結部材と上記主連結部材との間に、上記補助連結部材から上記主連結部材へ向かう赤外光を遮る遮光材を配置してなる
燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
前記遮光材は断熱材である
燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
前記補助連結部材は、前記主連結部材よりも熱膨張率の小さい材料からなる
燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
前記補助連結部材は、前記主連結部材よりも耐熱性が高い材料からなる
燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動を補助するグロープラグに、内燃機関の燃焼圧を検知する圧力センサを一体に備えた燃焼圧センサ付きグロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動を補助するグロープラグに、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検知する圧力センサを一体に設けた燃焼圧センサ付きグロープラグが知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、ヒータ部は、連結部材を介してハウジングに弾性的に連結され、ヒータ部が軸線方向に変位可能にハウジング内に配置されている。そして、燃焼圧の変化に伴うヒータ部の軸線方向の変位を圧力センサに伝達して、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検知する。圧力センサは、例えば、環状の金属ダイアフラムと、この金属ダイアフラムの上面に接合されたピエゾ抵抗素子とを有し、燃焼圧の変化でヒータ部が軸線方向に変位することに伴って生じる金属ダイアフラムの歪みの度合いをピエゾ抵抗素子で検知して、燃焼圧を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７７４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような燃焼圧センサ付きグロープラグ（以下、単にグロープラグともいう）では、上述の通り、ヒータ部を軸線方向に変位可能にハウジング内に配置すべく、連結部材を設けているが、この連結部材は、燃焼室内の燃焼ガスが、ハウジング内の軸線方向後端側へ侵入するのを阻止する役目も果たしている。このため、この連結部材に接触する燃焼ガスからの受熱によって、連結部材に熱膨張が生じ、これが結合しているヒータ部を軸線方向に変位させる。これにより、圧力センサには、この連結部材の熱膨張に起因する出力の変動（出力ドリフト）が生じ、検知される燃焼圧に測定誤差を生じることがある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、燃焼ガスからの受熱による連結部材の熱膨張に起因する、圧力センサの出力ドリフトを低減させた燃焼圧センサ付きグロープラグ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】
【０００６】
その一態様は、軸線方向に延びる筒状のハウジングと、自身の先端部を上記ハウジングの先端から突出させて、上記軸線方向に変位可能に上記ハウジング内に配置され、通電により発熱する棒状のヒータ部と、筒状をなし、上記ハウジング内に配置されて、その一端が上記ヒータ部に、他端が上記ハウジングに結合し、上記ヒータ部を上記軸線方向に変位可能に弾性的に上記ハウジングに連結する主連結部材と、上記軸線方向のバネ定数が上記主連結部材よりも小さい弾性を有する筒状をなし、上記主連結部材の上記軸線方向先端側に配置されて、その一端が上記ヒータ部に、他端が上記ハウジングに気密に結合した補助連結部材と、上記ハウジングに対する上記ヒータ部の上記軸線方向の変位から燃焼圧を検知する圧力センサと、を備える燃焼圧センサ付きグロープラグであって、上記補助連結部材と上記主連結部材との間に、上記補助連結部材から上記主連結部材へ向かう赤外光を遮る遮光材を配置してなる燃焼圧センサ付きグロープラグである。
【０００７】
この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、ハウジング内に配置され、ヒータ部を軸線方向に変位可能に弾性的にハウジングに連結する主連結部材に加え、この主連結部材の軸線方向先端側に配置された補助連結部材を備えている。補助連結部材は、そのバネ定数を主連結部材よりも小さくしてある。したがって、主連結部材と補助連結部材のうち、主としてヒータ部とハウジングとを弾性的に連結するのは、主連結部材である。このため、補助連結部材に燃焼ガスからの受熱による熱膨張が生じても、これによって生じるヒータ部の軸線方向の変動及び圧力センサの出力ドリフトの大きさは、主連結部材が熱膨張した場合に比べて小さい。
【０００８】
加えて、補助連結部材は、ヒータ部及びハウジングに気密に結合しており、燃焼室内の燃焼ガスがハウジング内の軸線方向後端側へ侵入するのを防止している。これにより、燃焼室内の燃焼ガスが、補助連結部材によって遮られて、主としてヒータ部とハウジングとを弾性的に連結する主連結部材に直接接触しない。
さらに、補助連結部材と主連結部材との間には、補助連結部材から主連結部材へ向かう赤外光を遮る遮光材が配置されている。これにより、燃焼ガスからの熱を補助連結部材が受けても、これが発する赤外光を遮光材で遮るので、この熱が主連結部材へと伝わりにくい。このため、燃焼ガスからの受熱による主連結部材の熱膨張が抑制されるので、この熱膨張に起因する圧力センサの出力ドリフトを低減させた燃焼圧センサ付きグロープラグが得られる。
【０００９】
なお、主連結部材としては、軸線方向に変位可能な弾性を有する筒状をなし、しかも、耐久性及び耐熱性が必要なため、例えば、ステンレス鋼やニッケル合金等の金属材を筒状に形成したものが挙げられる。
また、バネ定数が主連結部材よりも小さい筒状をなす補助連結部材としては、厚みを主連結部材よりも薄くした補助連結部材や、ベローズ状などの主連結部材よりも低いバネ定数を有する屈曲部を一部に設けた補助連結部材が挙げられる。
また、補助連結部材と主連結部材の間に配置する赤外光を遮る遮光材としては、補助連結部材及び主連結部材の変形を阻害せず、かつ、耐熱性を有するものが好ましい。例えば、酸化マグネシウム粉末、アルミナ粉末、二酸化珪素（シリカ）粉末、酸化カルシウム粉末、窒化珪素粉末、滑石（タルク）粉末等のセラミック粉末や、カーボン粉末が挙げられる。これらは、補助連結部材と主連結部材の間に充填すると良い。また、スチールウールなどの金属繊維やガラス繊維（グラスウール）、炭素繊維などの繊維状の遮光材も挙げられる。さらに、円筒蛇腹状に成形した金属薄板やセラミック材のほか、円板状または円筒状の金属リングやセラミックリングなどを補助連結部材及び主連結部材の間に配置しても良い。
【００１０】
さらに、上述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記遮光材は断熱材である燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。
【００１１】
遮光材として断熱材を用いると、赤外光の放射による短時間での熱の伝わりのほか、熱伝導による熱の伝わりそのものを抑えられるので好ましい。なお、断熱材としては、前述の酸化マグネシウム粉末、アルミナ粉末等のセラミック粉末やセラミックリングなどが挙げられる。
【００１２】
さらに、上述のいずれかの燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記補助連結部材は、前記主連結部材よりも熱膨張率の小さい材料からなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。
【００１３】
補助連結部材のバネ定数が、主連結部材のバネ定数よりも小さくても、補助連結部材は直接燃焼ガスからの熱を受けて熱膨張するため、この補助連結部材の熱膨張が、圧力センサの出力ドリフトに少なからず影響を与えることも考えられる。
しかるに、この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、補助連結部材が、主連結部材よりも熱膨張率の小さい材料からなるので、補助連結部材が熱膨張することによる圧力センサの出力ドリフトへの影響を抑制することができる。
例えば、上記関係を満たす主連結部材及び補助連結部材の材料の組み合わせとしては、熱膨張係数が１１．３×１０-6／℃（４００℃）のＳＵＳ６３０（ステンレス鋼）を主連結部材に、９．６×１０-6／℃（６００℃）のＩＮＣＯＬＯＹ（商標名）９０９（ニッケル合金（ニッケル−鉄−コバルト合金））を補助連結部材に用いる場合が挙げられる。なお、熱膨張率（熱膨張係数）の小さい低熱膨張合金としては、上記のＩＮＣＯＬＯＹ９０９の他、これに類似のＩＮＣＯＬＯＹ９０３、ＩＮＣＯＬＯＹ９０７等のニッケル合金（ニッケル−鉄−コバルト合金）が挙げられる。したがって、これらを補助連結部材に用いても良い。また、主連結部材には、上記のＳＵＳ６３０の他、ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼を用いることができる。
【００１４】
さらに、上述のいずれかの燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記補助連結部材は、前記主連結部材よりも耐熱性が高い材料からなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。
【００１５】
この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、主として補助連結部材に燃焼ガスの熱が掛かるので、補助連結部材については、耐熱性が高い材料を用いるのが良い。その一方、主連結部材には熱が伝わりにくいので、主連結部材については、補助連結部材よりも耐熱性が低い材料を選択することができ、材料の選択の幅が広くなる。
例えば、前述のＩＮＣＯＬＯＹ９０９等も耐熱性が高く、また、この他に、ＩＮＣＯＮＥＬ（商標名）６０１、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８等のニッケル合金（ニッケル−クロム合金）は、特に耐熱性に優れた耐熱合金である。したがって、これらを補助連結部材に用いると良く、主連結部材には、前述のＳＵＳ６３０、ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼を用いると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るグロープラグの全体を示す部分破断断面図である。
【図２】図１のうち、圧力センサ部分を拡大した部分拡大断面図である。
【図３】図２のうち、主メンブレン及び補助メンブレンの周囲を拡大した部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、グロープラグ１の全体を示す部分破断断面図である。また、図２は、図１のうち、圧力センサ２００部分を拡大した部分拡大断面図である。また、図３は、図２のうち、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５の周囲を拡大した部分拡大断面図である。なお、図１において、グロープラグ１の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＨＪのうち、ヒータ部１３０が配置された側（図中下側）を先端側ＧＳとし、これと反対側（図中上側）を後端側ＧＫとして説明する。また、図２及び図３についても同様とする。
【００１８】
グロープラグ１は、例えば、ディーゼルエンジンの燃焼室に取り付けられ、エンジン始動時の点火を補助する熱源として利用される。このグロープラグ１は、主にハウジング１００と、ヒータ部１３０及びこれに導通する部材と、圧力センサ２００と、端子アセンブリ２５０とからなる。具体的には、ハウジング１００は、主体金具１１０、内筒１９０のフランジ部１９１及び先端部１９０ｓ並びに先端キャップ１５０を含む。また、ヒータ部１３０は、これと一体とされた中軸１２０、及び端子アセンブリ２５０の内側に配置された図示しない外部接続端子に導通している。なお、ハウジング１００とヒータ部１３０とは、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５で弾性的に連結されている。圧力センサ２００は、センサ本体２１０のほか、伝達スリーブ２２０及び、センサ本体２１０をハウジング１００（主体金具１１０）の内側に固定する内筒１９０の内筒本体１９２を含む。また、端子アセンブリ２５０は、端子カバー２６０で覆われている。
【００１９】
さらに具体的には、このグロープラグ１のヒータ部１３０は、自身のヒータ先端部１３０ｓを先端キャップ１５０の先端１５０ｓから突出させて、軸線方向ＨＪに変位可能にハウジング１００である主体金具１１０、内筒１９０のフランジ部１９１及び先端部１９０ｓ並びに先端キャップ１５０内に配置されている。ヒータ部１３０のヒータ先端部１３０ｓは燃焼室（図示しない）内に露出され、燃焼圧の変化に伴って、ヒータ部１３０が軸線方向ＨＪに変位すると、この変位がヒータ部１３０に接合された伝達スリーブ２２０を介して、主体金具１１０内の内筒本体１９２に固定されたセンサ本体２１０に伝達される。これにより、グロープラグ１は、ディーゼルエンジン（内燃機関）の燃焼室の燃焼圧を検知することができる。
【００２０】
ハウジング１００の一部をなす主体金具１１０は、金属材からなり、軸線方向ＨＪに自身の金具先端部１１０ｓから金具後端部１１０ｋまで延びる筒状をなす。この主体金具１１０内には軸孔１１０ｈが形成されている。また、主体金具１１０の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫの外周面には、取り付け用の雄ネジ部１１１が形成されている。
【００２１】
内筒１９０のうち、内筒本体１９２は、略円筒状をなし、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内のうち軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに、同心状に配置されている。この内筒本体１９２は、後述する圧力センサ２００の一部をなす。また、内筒本体１９２の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳには、径方向外側に突出して、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓと同外径でハウジング１００の一部をなす鍔状のフランジ部１９１が形成されており、このフランジ部１９１は、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓに溶接されている。また、内筒１９０の後端部１９０ｋには、環状をなすセンサ本体２１０の外周部２１２が溶接されている。
【００２２】
先端キャップ１５０は、金属材からなり、その軸線方向ＨＪ後端側ＧＫには、円筒状の円筒部１５１が設けられている。この円筒部１５１は、内筒１９０の先端部１９０ｓに外嵌され、内筒１９０のフランジ部１９１に溶接されている。
なお、円筒部１５１の内側には、内筒１９０の先端部１９０ｓとヒータ部１３０のシースチューブ１３１とを連結する主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５が収容されている。すなわち、先端キャップ１５０は、ヒータ部１３０、中軸１２０及び圧力センサ２００を、主体金具１１０及び内筒１９０内に収容し、さらに、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５を内筒１９０の先端部１９０ｓ及びヒータ部１３０のシースチューブ１３１に溶接により連結した後に、内筒１９０の先端部１９０ｓに外嵌され、フランジ部１９１に溶接されている。
また、先端キャップ１５０のうち、軸線方向ＨＪ先端側ＧＳには、先端１５０ｓに向かって縮径する形状のテーパ部１５２が形成されている。グロープラグ１を内燃機関に取り付けた際には、テーパ部１５２が、内燃機関のプラグ取り付け孔の所定のシート面に密接し、燃焼室内からの気密が確保される。
以上のように、主体金具１１０、内筒１９０のフランジ部１９１及び先端部１９０ｓ並びに先端キャップ１５０は一体とされて、グロープラグ１のハウジング１００をなしている。
【００２３】
ヒータ部１３０は、シースチューブ１３１、発熱コイル１３２及び制御コイル１３３を備え、図示しない絶縁粉末を封入したシースヒータである（図１参照）。
シースチューブ１３１は、ニッケル合金やステンレス鋼等によって形成され、軸線方向ＨＪに自身のチューブ先端部１３１ｓからチューブ後端部１３１ｋまで延び、チューブ先端部１３１ｓが半球状に閉塞した筒状チューブである。
また、シースチューブ１３１内の先端部分には、チューブ先端部１３１ｓに接合された発熱コイル１３２と、この発熱コイル１３２の後端に直列接続された制御コイル１３３とが配置され、これらの周囲に酸化マグネシウム粉末等の絶縁粉末が充填されている。さらに、シースチューブ１３１内には、次述する中軸１２０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの略半分が挿入され、その先端の中軸先端部１２０ｓは、制御コイル１３３の後端に導通している。
【００２４】
中軸１２０は、炭素鋼またはステンレス鋼材等からなり、自身の中軸先端部１２０ｓから軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに延びる棒状をなす。この中軸１２０のうち、中軸先端部１２０ｓを含む軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの略半分は、発熱コイル１３２、制御コイル１３３と共にシースチューブ１３１内に挿入され、図示しない絶縁粉末によって固定されて、ヒータ部１３０と中軸１２０が一体にされている。なお、シースチューブ１３１のチューブ後端部１３１ｋと中軸１２０とは、環状ゴム１４０により間隔が保たれ絶縁されると共に、気密に封止されている（図２参照）。
【００２５】
主メンブレン１７０は、ＳＵＳ６３０によって形成された軸線方向ＨＪに弾性を有する筒状の部材であり、具体的には、その先端部１７０ｓが径小とされ、後端部１７０ｋが径大とされた先細の二段円筒状をなす。径大の後端部１７０ｋは、その全周にわたり内筒１９０の先端部１９０ｓに気密にレーザ溶接され、一方、径小とされた先端部１７０ｓは、伝達スリーブ２２０のスリーブ先端部２２０ｓよりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳで、その全周にわたりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密にレーザ溶接されている。
【００２６】
補助メンブレン１７５は、ニッケル合金（ニッケル−鉄−コバルト合金）であるＩＮＣＯＬＯＹ９０９によって形成された軸線方向ＨＪに弾性を有する筒状の部材であり、主メンブレン１７０と同様、その先端部１７５ｓが径小とされ、後端部１７５ｋが径大とされた先細の二段円筒状をなす。なお、この補助メンブレン１７５は、その厚みが主メンブレン１７０よりも薄くされて、軸線方向ＨＪのバネ定数が主メンブレン１７０よりも小さく（例えば、主メンブレン１７０の半分以下）されている。そして、補助メンブレン１７５の後端部１７５ｋは、主メンブレン１７０の後端部１７０ｋに径方向外側から重ねられて、この主メンブレン１７０の後端部１７０ｋと共に、その全周にわたり内筒１９０の先端部１９０ｓに気密にレーザ溶接されている。一方、補助メンブレン１７５の先端部１７５ｓは、主メンブレン１７０の先端部１７０ｓよりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの部位で、その全周にわたりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密にレーザ溶接されている。また、補助メンブレン１７５と主メンブレン１７０との間の空間ＶＡ（図２及び図３参照）には、酸化マグネシウム粉末が充填されている。
このため、本実施形態のグロープラグ１の製造方法では、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５のうち、まず、主メンブレン１７０の先端部１７０ｓを、その全周にわたりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密にレーザ溶接する。次いで、主メンブレン１７０の後端部１７０ｋの径方向外側に、補助メンブレン１７５の後端部１７５ｋを重ねて、この補助メンブレン１７５の後端部１７５ｋを、主メンブレン１７０の後端部１７０ｋと共に、その全周にわたり内筒１９０の先端部１９０ｓに気密にレーザ溶接する。次いで、補助メンブレン１７５のうち、先端部１７５ｓを上方に向けて、この先端部１７５ｓとシースチューブ１３１の外周面１３１ｍとの間の隙間から、補助メンブレン１７５と主メンブレン１７０との間の空間ＶＡに、酸化マグネシウム粉末を充填する。このとき、振動を与えながら酸化マグネシウム粉末を充填すると良い。その後、補助メンブレン１７５の先端部１７５ｓを、その全周にわたりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密にレーザ溶接する。
【００２７】
これにより、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５は、補助メンブレン１７５が主メンブレン１７０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに位置するように、ハウジング１００内に配置されている。ここで、補助メンブレン１７５は、その先端部１７５ｓ及び後端部１７５ｋが、それぞれヒータ部１３０及びハウジング１００に気密に結合して、燃焼室内の燃焼ガスがハウジング１００内の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫへ侵入するのを防止している。また、燃焼ガスは、この補助メンブレン１７５によって遮られるので、主メンブレン１７０に直接接触しない上、燃焼ガスからの熱を補助メンブレン１７５が受けても、これが発する赤外光を酸化マグネシウム粉末で遮るので、この熱が主メンブレン１７０へと伝わりにくい。また、酸化マグネシウム粉末は、赤外光による短時間での熱の伝わりのほか、熱の伝わりそのものを抑えることができる。すなわち、酸化マグネシウム粉末は、補助メンブレン１７５から主メンブレン１７０へ向かう赤外光を遮る遮光材であり、かつ、熱の伝わりそのものを抑える断熱材である。
さらに、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５を介して（主として、バネ定数の大きい主メンブレン１７０を介して）、ヒータ部１３０とハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）が弾性的に連結され、ヒータ部１３０は軸線方向ＨＪの変位が許容されている。なお、酸化マグネシウム粉末は、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５の変形を阻害していない。そして、次述するように、ヒータ部１３０の軸線方向ＨＪの変位は、ヒータ部１３０と一体とされた伝達スリーブ２２０によってセンサ本体２１０に伝達される。
【００２８】
圧力センサ２００のうち、伝達スリーブ２２０は、金属材によって形成された略円筒状をなし、ヒータ部１３０のシースチューブ１３１に外嵌すると共に、中軸１２０のうちシースチューブ１３１の外部に露出した略中央部分まで延びている。伝達スリーブ２２０は、その先端のスリーブ先端部２２０ｓで、シースチューブ１３１の外周面１３１ｍに溶接され、ヒータ部１３０と一体にされて、このヒータ部１３０と共に、ハウジングの内筒１９０内に収容されている。また、伝達スリーブ２２０の後端部２２０ｋは、環状をなすセンサ本体２１０の内周部２１１に結合されている。ヒータ部１３０の軸線方向ＨＪの変位は、この伝達スリーブ２２０によってセンサ本体２１０の内周部２１１に伝達される。
【００２９】
センサ本体２１０は、ピエゾ抵抗型素子からなる圧力検知素子２１５を、金属材からなる環状のダイアフラム体２１４のダイアフラム部２１３上に配設してなる。このセンサ本体２１０は、伝達スリーブ２２０によって伝達されたヒータ部１３０の軸線方向ＨＪの変位によってダイアフラム体２１４のダイアフラム部２１３を撓ませることにより燃焼圧の検知を行う。
センサ本体２１０のダイアフラム体２１４は、略円筒状をなす内周部２１１及び外周部２１２とこれらの間に架け渡され薄肉とされた環状のダイアフラム部２１３とからなり、内周部２１１の内側には、中軸１２０が環状の隙間を介して挿通されている。また、外周部２１２は内筒１９０の後端部１９０ｋに結合され、内周部２１１は伝達スリーブ２２０の後端部２２０ｋに結合されている。
【００３０】
また、環状のダイアフラム部２１３上には、複数の圧力検知素子２１５が貼設されている。この圧力検知素子２１５は、ダイアフラム部２１３が撓むことにより歪み、その歪みの度合いによって自身の抵抗値が変化する。
【００３１】
また、ハウジング１００のうち主体金具１１０の金具後端部１１０ｋには、筒状をなす金属製の端子カバー２６０が溶接され、この端子カバー２６０の内側には、端子アセンブリ２５０が、その一部を端子カバー２６０の後端部２６０ｋから軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに突出させた状態で収容されている。
端子アセンブリ２５０内には、その形態を詳述しないが、圧力検知素子２１５より出力される信号を外部回路に出力するための図示しない出力端子部及び配線が設けられている。また、端子アセンブリ２５０の内側には、前述したように、ヒータ部１３０及び中軸１２０に導通する外部接続端子（図示しない）が配置されている。
【００３２】
ところで、以上で説明したように、本実施形態のグロープラグ１では、ハウジング１００内に配置され、ヒータ部１３０を軸線方向ＨＪに変位可能に弾性的にハウジング１００に連結する主メンブレン１７０に加え、ハウジング１００内のうち、この主メンブレン１７０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに配置された補助メンブレン１７５を備えている。また、補助メンブレン１７５は、その厚みを主メンブレン１７０よりも薄くすることにより、軸線方向ＨＪのバネ定数を主メンブレン１７０よりも小さくしてある。したがって、主メンブレン１７０と補助メンブレン１７５のうち、主としてヒータ部１３０とハウジング１００とを弾性的に連結するのは、主メンブレン１７０である。このため、補助メンブレン１７５に燃焼ガスからの受熱による熱膨張が生じても、これによって生じるヒータ部１３０の軸線方向ＨＪの変動及び圧力センサ２００の出力ドリフトの大きさは、主メンブレン１７０が熱膨張した場合に比べて小さい。
【００３３】
加えて、補助メンブレン１７５は、ヒータ部１３０及びハウジング１００に気密に結合しており、燃焼室内の燃焼ガスがハウジング１００内の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫへ侵入するのを防止している。これにより、燃焼室内の燃焼ガスが、補助メンブレン１７５によって遮られて、主としてヒータ部１３０とハウジング１００とを弾性的に連結する主メンブレン１７０に直接接触しない。
【００３４】
さらに、補助メンブレン１７５と主メンブレン１７０との間の空間ＶＡには、酸化マグネシウム粉末が充填されている。これにより、補助メンブレン１７５が燃焼ガスからの熱を受けても、これが発する赤外光を遮光材である酸化マグネシウム粉末で遮るので、この熱が主メンブレン１７０へと伝わりにくい。このため、燃焼ガスからの受熱による主メンブレン１７０の熱膨張が抑制されるので、この熱膨張に起因する圧力センサ２００の出力ドリフトを低減させたグロープラグ１が得られる。
なお、本実施形態１のグロープラグ１において、主メンブレン１７０が本発明における主連結部材に相当し、補助メンブレン１７５が補助連結部材に相当する。
【００３５】
さらに、遮光材である酸化マグネシウム粉末は、赤外光による短時間での熱の伝わりのほか、熱の伝わりそのものを抑えることができる断熱材でもあるので、補助メンブレン１７５が受けた熱が主メンブレン１７０により伝わりにくい。
【００３６】
さらに、本実施形態のグロープラグ１では、主メンブレン１７０（主連結部材）の材料として、ＳＵＳ６３０を用いており、一方、補助メンブレン１７５（補助連結部材）の材料としては、ＩＮＣＯＬＯＹ９０９を用いている。ここで、それぞれの材料の熱膨張係数は、ＳＵＳ６３０が１１．３×１０-6／℃（４００℃）であるのに対し、ＩＮＣＯＬＯＹ９０９が９．６×１０-6／℃（６００℃）であり、補助メンブレン１７５が、主メンブレン１７０よりも熱膨張率（熱膨張係数）の小さい材料からなる。
これにより、補助メンブレン１７５が熱膨張することによる圧力センサ２００の出力ドリフトへの影響を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態のグロープラグ１では、主として補助メンブレン１７５に燃焼ガスの熱が掛かるので、補助メンブレン１７５に用いたＩＮＣＯＬＯＹ９０９は、耐熱性が高い材料としても選択している。一方、主メンブレン１７０には熱が伝わりにくいので、主メンブレン１７０については、補助メンブレン１７５よりも耐熱性が低い材料を選択することができ、材料の選択の幅が広くなる。例えば、主メンブレン１７０には、本実施形態で用いたＳＵＳ６３０の他、ＳＵＳ４１０等を用いることもできる。
【００３８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、グロープラグ１は、ヒータ部１３０として、シースヒータを備えたいわゆるメタルグロープラグを例示した。しかし、グロープラグとしては、これに限られず、ヒータ部として、セラミックヒータを備えたいわゆるセラミックグロープラグを用いても良い。この場合、セラミックヒータ及びセラミックヒータの外周面に固定された筒状の金属製外筒の組立体をヒータ部１３０とすることができる。そして、主メンブレン１７０（主連結部材）及び補助メンブレン１７５（補助連結部材）は外筒に結合される。
また、実施形態では、圧力検知素子２１５としてピエゾ抵抗型素子を用いたが、圧力検知素子としては、圧電素子等を用いることもできる。
【００３９】
また、実施形態では、補助メンブレン１７５と主メンブレン１７０との間の空間ＶＡに、赤外光を遮る遮光材及び断熱材として、酸化マグネシウム粉末を充填した。しかし、補助メンブレン１７５と主メンブレン１７０との間に配置する遮光材及び断熱材としては、酸化マグネシウム粉末のほか、アルミナ粉末、二酸化珪素（シリカ）粉末、酸化カルシウム粉末、窒化珪素粉末、滑石（タルク）粉末等のセラミック粉末や、カーボン粉末を充填しても良い。また、スチールウールなどの金属繊維やガラス繊維（グラスウール）、炭素繊維など繊維状の部材を配置しても良い。また、円筒蛇腹状に成形した金属薄板やセラミック材、円板状または円筒状の金属リングやセラミックリングなどを配置しても良い。
【００４０】
また、実施形態では、厚みを主メンブレン１７０よりも薄くすることにより、バネ定数を主メンブレン１７０よりも小さくした補助メンブレン１７５を示した。しかし、補助メンブレンの一部にベローズ状などの低いバネ定数を有する屈曲部を設ける形態としても良い。
【００４１】
また、実施形態では、主メンブレン１７０の材料として、ＳＵＳ６３０を用いる一方、補助メンブレン１７５の材料として、ＩＮＣＯＬＯＹ９０９を用いた。しかし、主メンブレン１７０及び補助メンブレン１７５の材料は、適宜変更が可能であり、これ以外の材料を用いることもできる。例えば、補助メンブレン１７５の材料としては、ＩＮＣＯＬＯＹ９０９に代えて、より耐熱性に優れたＩＮＣＯＮＥＬ６０１、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８等のニッケル合金を用いても良い。また、主メンブレン１７０の材料としては、ＳＵＳ６３０の他、ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼を用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
ＡＸ  軸線
ＨＪ  軸線方向
ＧＳ  先端側
ＧＫ  後端側
１  燃焼圧センサ付きグロープラグ（グロープラグ）
１００  ハウジング
１１０  主体金具（ハウジング）
１２０  中軸
１３０  ヒータ部
１５０  先端キャップ（ハウジング）
１５０ｓ  （先端キャップ（ハウジング）の）先端
１７０  主メンブレン（主連結部材）
１７０ｓ  （主メンブレンの）先端部
１７０ｋ  （主メンブレンの）後端部
１７５  補助メンブレン（補助連結部材）
１７５ｓ  （補助メンブレンの）先端部
１７５ｋ  （補助メンブレンの）後端部
１９０  内筒
１９０ｓ  （内筒の）先端部（ハウジング）
１９１  フランジ部（ハウジング）
１９２  内筒本体（圧力センサ）
２００  圧力センサ
２１０  センサ本体（圧力センサ）
２１５  圧力検知素子
２２０  伝達スリーブ（圧力センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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