(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面にスパークプラグ挿通孔（４）が形成された筒状のユニット本体部（２）に、該スパークプラグ挿通孔（４）を取り囲む形態でリング状の圧力センサ素子（３）が組み込まれており、軸線（Ｏ）方向において前記圧力センサ素子（３）の位置する側を前端側として、前記ユニット本体部（２）を該前端側からプラグホール（ＰＨ）内に軸線（Ｏ）方向に挿入・固定し、その状態で前記スパークプラグ挿通孔（４）にスパークプラグ（１００）を挿通してプラグホール（ＰＨ）底の取付孔（ＰＦ）にこれを取り付けることにより、該スパークプラグ（１００）の主体金具（１０１）の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部（１０２）と前記取付孔（ＰＦ）の開口周縁部（ＧＳ）との間で、前記圧力センサ素子（３）を挟圧保持させるようにした圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）において、
前記ユニット本体部（２）の外周面部をなす外筒部材（５）と同じく内周面部をなす内筒部材（６）との間に形成された隙間（７）に前記圧力センサ素子（３）が配置され、該圧力センサ素子（３）からの出力が、前記隙間（７）内に引き出されるセンサ出力端子（８）を経てセンサ出力リード線（９）により取り出されるようになっており、さらに、
前記スパークプラグ（１００）の取付状態において、前記圧力センサ素子（３）の後端と前記スパークプラグ（１００）の絶縁体（１１０）の後端との間を基準区間（ＳＳ）としたとき、前記内筒部材（６）と前記外筒部材（５）との少なくとも一方のものの軸線（Ｏ）方向における後端が前記基準区間（ＳＳ）に位置するとともに、前記基準区間（ＳＳ）よりも後方側において、前記外筒部材（５）の内周面（５ｂ）又はその後端側への延長面（ＥＰ）の内側の領域に、前記圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）の構成部品が存在せず、
前記外筒部材（５）は外周面が円筒面状の外筒本体部（５ｍ）を有するとともに、前記センサ出力端子（８）は、前記圧力センサ素子（３）の後端面から軸線（Ｏ）方向後方側に所定長離れた取出位置（ＡＰ）に至るまでの区間において、前記外筒本体部（５ｍ）の内周面と前記内筒部材（６）の外周面との間を通される一方、前記取出位置（ＡＰ）よりも後方側の区間において、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の後端側への延長面よりも外側に取り出され、自身の後端部と前記センサ出力リード線（９）の前端部とが結線部（１７）にて接続されるようになっており、
前記取出位置（ＡＰ）において前記外筒部材（５）に、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の一部区間を外側に膨出させかつ内部を高分子材料充填部（１３）とするリード線取出し部（５ｆ）が形成され、前記外筒本体部（５ｍ）の内側領域から同じく外側領域へ向かう、前記センサ出力端子（８）の経路変更部が、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の後端側への延長面を跨ぐ形態にて、前記リード線取出し部（５ｆ）内に収容され、さらに前記結線部（１７）が、前記経路変更部の直後において、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の後端側への延長面の外側に近接して配置されていることを特徴とする圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【請求項２】
底面にスパークプラグ挿通孔（４）が形成された筒状のユニット本体部（２）に、該スパークプラグ挿通孔（４）を取り囲む形態でリング状の圧力センサ素子（３）が組み込まれており、軸線（Ｏ）方向において前記圧力センサ素子（３）の位置する側を前端側として、前記ユニット本体部（２）を該前端側からプラグホール（ＰＨ）内に軸線（Ｏ）方向に挿入・固定し、その状態で前記スパークプラグ挿通孔（４）にスパークプラグ（１００）を挿通してプラグホール（ＰＨ）底の取付孔（ＰＦ）にこれを取り付けることにより、該スパークプラグ（１００）の主体金具（１０１）の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部（１０２）と前記取付孔（ＰＦ）の開口周縁部（ＧＳ）との間で、前記圧力センサ素子（３）を挟圧保持させるようにした圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）において、
前記ユニット本体部（２）の外周面部をなす外筒部材（５）と同じく内周面部をなす内筒部材（６）との間に形成された隙間（７）に前記圧力センサ素子（３）が配置され、該圧力センサ素子（３）からの出力が、前記隙間（７）内に引き出されるセンサ出力端子（８）を経てセンサ出力リード線（９）により取り出されるようになっており、さらに、
前記スパークプラグ（１００）の取付状態において、前記圧力センサ素子（３）の後端と前記スパークプラグ（１００）の絶縁体（１１０）の後端との間を基準区間（ＳＳ）としたとき、前記内筒部材（６）と前記外筒部材（５）との少なくとも一方のものの軸線（Ｏ）方向における後端が前記基準区間（ＳＳ）に位置するとともに、前記基準区間（ＳＳ）よりも後方側において、前記センサ出力リード線（９）の前記軸線（Ｏ）に関する半径方向の位置が、前記外筒部材（５）の内周面（５ｂ）又はその後端側への延長面（ＥＰ）よりも外側にあり、
前記外筒部材（５）は外周面が円筒面状の外筒本体部（５ｍ）を有するとともに、前記センサ出力端子（８）は、前記圧力センサ素子（３）の後端面から軸線（Ｏ）方向後方側に所定長離れた取出位置（ＡＰ）に至るまでの区間において、前記外筒本体部（５ｍ）の内周面と前記内筒部材（６）の外周面との間を通される一方、前記取出位置（ＡＰ）よりも後方側の区間において、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の後端側への延長面よりも外側に取り出され、自身の後端部と前記センサ出力リード線（９）の前端部とが結線部（１７）にて接続されるようになっており、
前記取出位置（ＡＰ）において前記外筒部材（５）に、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の一部区間を外側に膨出させかつ内部を高分子材料充填部（１３）とするリード線取出し部（５ｆ）が形成され、前記外筒本体部（５ｍ）の内側領域から同じく外側領域へ向かう、前記センサ出力端子（８）の経路変更部が、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の後端側への延長面を跨ぐ形態にて、前記リード線取出し部（５ｆ）内に収容され、さらに前記結線部（１７）が、前記経路変更部の直後において、前記外筒本体部（５ｍ）の外周面（５ｃ）の後端側への延長面の外側に近接して配置されていることを特徴とする圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【請求項３】
前記基準区間よりも軸線（Ｏ）方向後方側に延びるセンサ出力リード線（９）を支持するためのリード線支持部（１１，５ｅ，６ｅ，３０，４０）が、前記ユニット本体部（２）と一体的に設けられている請求項１又は２に記載の圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【請求項４】
前記内筒部材（６）の後端縁（６ａ）と前記外筒部材（５）の後端縁（５ａ）との双方が前記基準区間（ＳＳ）内に位置している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力センサユニット（１，２００，２３０）。
【請求項５】
前記リード線支持部（１１）は前記センサ出力リード線（９）に沿って配置される板状部材を有する請求項３記載の圧力センサユニット（１，２００）。
【請求項６】
前記板状部材は、前記内筒部材（６）の後端部に結合されるとともに前記外筒部材（５）の壁部の延長位置に向けて延びる移行部（１１ａ）と、その移行部（１１ａ）に続く形にて軸線（Ｏ）方向後方に延びる主要部（１１ｂ）とを有するものである請求項５記載の圧力センサユニット（１，２００）。
【請求項７】
前記主要部（１１ｂ）は、前記外筒部材（５）の周方向に沿う円弧状断面を有するものである請求項６記載の圧力センサユニット（１，２００）。
【請求項８】
前記リード線支持部（１１，５ｅ，６ｅ）には、前記軸線（Ｏ）方向において所定の間隔で、前記センサ出力リード線（９）を自身に固定するための固定部（１２）が設けられている請求項７記載の圧力センサユニット（１，２１０，２２０）。
【請求項９】
前記固定部（１２）は、前記リード線支持部（１１，５ｅ，６ｅ）の支持面を形成する板材に形成された切起こし部であり、その切起こし部の内側に前記センサ出力リード線（９）が挿入・保持される請求項８記載の圧力センサユニット（１，２１０，２２０）。
【請求項１０】
前記リード線支持部は、前記センサ出力リード線（９）と一体化された高分子材料成形部（３０）を有する請求項３記載の圧力センサユニット（２３０）。
【請求項１１】
前記リード線支持部をなす前記高分子材料成形部（３０）の前端部が前記高分子材料充填部（１３）と一体化されている請求項１０記載の圧力センサユニット（２３０）。
【請求項１２】
前記リード線支持部は、前記センサ出力リード線（９）が軸線（Ｏ）方向に挿通される筒状支持体（４０）である請求項３記載の圧力センサユニット（２３０）。
【請求項１３】
前記筒状支持体（４０）の前端部が、前記外筒部材（５）に形成された前記リード線取出し部（５ｆ）に対し後端側開口部（５ｑ）から挿入・保持されている請求項１２に記載の圧力センサユニット（２３０）。
【請求項１４】
前記内筒部材（６）は、軸線（Ｏ）方向前端側の端部壁を半径方向内側に膨出させた膨出部（６ｇ）を有し、該膨出部（６ｇ）の内周面が前記スパークプラグ挿通孔（４）とされる一方、前記外筒部材（５）と前記内筒部材（６）の前記膨出部（６ｇ）とを軸線（Ｏ）方向前端側にて一体化するとともに、当該前端側にて前記隙間（７）を塞ぐ底閉塞部（１４）が設けられ、前記膨出部（５ｆ）とこれに対向する前記外筒部材（５）の壁部（５ｈ）と前記底閉塞部（１４）とが、前記圧力センサ素子（３）を収容するセンサ収容部（１５）を形成してなり、
前記スパークプラグ（１００）の取付状態において、前記圧力センサ素子（３）は該センサ収容部（１５）とともに前記センサ支持部（１０２）と前記取付孔（ＰＦ）の開口周縁部（ＧＳ）との間で挟圧されるようになっている請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【請求項１５】
前記センサ収容部（１５）内にてリング状の前記圧力センサ素子（３）に対しリング状の電極板（６０）が積層され、前記電極板（６０）の内周縁側をなす部分が前記内筒部材（６）の前記膨出部（６ｇ）内に収容される一方、前記センサ出力端子（８）は前記電極板（６０）の外周縁に基端部（８ａ）が一体化されてなり、末端側部分（８ｂ）が前記隙間（７）の前記膨出部（６ｇ）よりも軸線（Ｏ）方向後方側に位置する空間内に延出している請求項１４記載の圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【請求項１６】
前記隙間（７）内が高分子材料装填部（１６）とされている請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【請求項１７】
前記センサ出力端子（８）と、該センサ出力端子（８）及び前記センサ出力リード線（９）の結線部（１７）とが絶縁被覆（１８）にて覆われた状態で前記高分子材料装填部（１６）内に埋設されている請求項１６記載の圧力センサユニット（１，２００，２１０，２２０，２３０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力センサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の燃焼状態やノッキング検出、あるいは燃費向上や排気ガス清浄化等を目的として、スパークプラグに内蔵した圧力センサにより内燃機関の燃焼室内の圧力を検出することが行なわれている。このような目的に使用される圧力センサ内蔵型スパークプラグの概略は以下のようなものである。すなわち、スパークプラグの主体金具に形成された取付ねじ部の基端位置に、外側からリング状の圧電セラミック素子からなる圧力センサ素子を出力取出用のリング状電極とともにはめ込み、鍔状のセンサ保持部にてこれを受けるとともに、全体を外側からセンサケースにて覆う。リング状電極からの出力リード線はセンサケースから後方に取り出される。取付ねじ部においてスパークプラグを内燃機関のプラグホールに取り付けると、圧力センサはセンサケースを介してプラグホールの開口外縁部に押し付けられる。燃焼圧はセンサケースを介して圧力センサに伝わる。圧力センサは、圧電効果により、検出した圧力レベルに応じた電圧を、出力リード線を介して出力することとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにスパークプラグに圧力センサ素子を一体不可分に内蔵した構造の場合、スパークプラグの寿命が尽きると、圧力センサ部分がまだ使える状態であっても抱き合わせで交換しなければならず不経済である。そこで、特開平６−２９０８５３号公報（図７、図８）には、圧力センサをスパークプラグと別体に構成し、交換後のスパークプラグにも引き続き取り付けて使用できるようにした構成が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記の構造の圧力センサは、センサ出力を取り出すためのリード線が圧力センサ素子から側方に突出した後スパークプラグ後端側へ引き出される構造となっており、省スペース化を押し進めた最近のエンジンに適合しにくくなってきている。例えば、最近の自動車用ガソリンエンジンにおいては、スパークプラグを取り付けるシリンダヘッド周辺の機構が複雑化しており、特にシリンダヘッドに形成された深いプラグホールの底部にスパークプラグを取り付けるようにした構造のものでは、圧力センサ素子が位置するプラグホール底の周囲には動弁系部品などが密集しているため、リード線を側方に突出させる余裕すらなくなっているというものも少なくない。また、後方に引き出されたリード線はプラグホール内にて一定のスペースを占めるが、エンジンルーム内の省スペース化のため、ペンシル状の点火コイルをプラグホール内に設置するタイプのものもあり、この場合、リード線が邪魔になって点火コイルを配置できなくなる不具合も生じえる。
【０００５】
本発明の課題は、スパークプラグとは別体に構成され、かつ、圧力センサ素子の周辺部に余分なスペースを確保することが不要で、かつスパークプラグホール内に点火コイル等の周辺部品を取り付けるためのスペースを柔軟に確保できる圧力センサユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記の課題を解決するための、本発明の圧力センサユニットの第一及び第二の構成は、以下の通りである。すなわち、底面にスパークプラグ挿通孔が形成された筒状のユニット本体部を有し、これにスパークプラグ挿通孔を取り囲む形態でリング状の圧力センサ素子が組み込まれている。そして、軸線方向において圧力センサ素子の位置する側を前端側として、ユニット本体部は、該前端側からプラグホール内に軸線方向に挿入・固定される。そして、その状態でスパークプラグ挿通孔にスパークプラグを挿通してプラグホール底の取付孔にこれを取り付けることにより、スパークプラグの主体金具の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部と取付孔の開口周縁部との間で、圧力センサ素子を挟圧保持させる。すなわち、ユニット本体部は、スパークプラグとは別体に形成され、例えばユニット本体部をプラグホール内に残した状態でスパークプラグのみ交換することが可能である。
【０００７】
次に、ユニット本体部は、具体的には以下のように構成されるものである。すなわち、ユニット本体部は、外周面部をなす外筒部材と同じく内周面部をなす内筒部材とを有し、それらの間に形成された隙間に圧力センサ素子が配置される。また、該圧力センサ素子からの出力が、隙間内に引き出されるセンサ出力端子を経てセンサ出力リード線により取り出される。すなわち、２つの筒部材の間にリング状の圧力センサ素子が配置され、出力取り出し用の端子が筒部材の隙間内に引き出される構造となっているから、これに接続されるセンサ出力リード線ともども、圧力センサ素子の半径方向外側つまり側方に突出しなくなる。これにより、プラグホール内にて圧力センサ素子の周辺部に余分なスペースを確保することが不要となり、例えばプラグホール底の周囲に動弁系部品等が密集したシリンダヘッドにも容易に取付可能である。ここまでは、第一及び第二の両構成に共通である。
【０００８】
そして、第一の構成においては、前記したスパークプラグの取付状態において、内筒部材と外筒部材との少なくとも一方のものの軸線方向における後端が、圧力センサ素子の後端とスパークプラグの絶縁体の後端との間（基準区間）に位置するとともに、基準区間よりも後方側において、外筒部材の内周面又はその後端側への延長面の内側の領域に、圧力センサユニットの構成部品が存在しないように構成している。また、外筒部材は外周面が円筒面状の外筒本体部を有するとともに、センサ出力端子は、圧力センサ素子の後端面から軸線方向後方側に所定長離れた取出位置に至るまでの区間において、外筒本体部の内周面と内筒部材の外周面との間を通される一方、取出位置よりも後方側の区間において、外筒本体部の外周面の後端側への延長面よりも外側に取り出され、自身の後端部とセンサ出力リード線の前端部とが結線部にて接続されるようになっている。さらに、取出位置において外筒部材に、外筒本体部の外周面の一部区間を外側に膨出させかつ内部を高分子材料充填部とするリード線取出し部が形成され、外筒本体部の内側領域から同じく外側領域へ向かう、センサ出力端子の経路変更部が、外筒本体部の外周面の後端側への延長面を跨ぐ形態にて、リード線取出し部内に収容され、さらに結線部は、経路変更部の直後において、外筒本体部の外周面の後端側への延長面の外側に近接して配置されている。これにより、プラグホール内において基準区間よりも後方では、外筒部材の内周面寸法一杯まで点火コイル等を取り付けるためのスペースを確保することができる。そして、センサ出力端子の経路変更部が、外筒本体部の外周面の後端側への延長面を跨ぐ形態にて、リード線取出し部内に収容されて保護されるので、ユニット本体部のプラグホール内への装着時等において、衝撃等により経路変更部に損傷を生じたりする不具合を生じにくくなる。
【０００９】
また、第二の構成においては、スパークプラグの取付状態において、内筒部材と外筒部材との少なくとも一方のものの軸線方向における後端が、圧力センサ素子の後端とスパークプラグの絶縁体の後端との間（基準区間）に位置するとともに、基準区間よりも後方側において、センサ出力リード線の軸線に関する半径方向の位置が、外筒部材の内周面又はその後端側への延長面よりも外側にあるように構成している。また、外筒部材は外周面が円筒面状の外筒本体部を有するとともに、センサ出力端子は、圧力センサ素子の後端面から軸線方向後方側に所定長離れた取出位置に至るまでの区間において、外筒本体部の内周面と内筒部材の外周面との間を通される一方、取出位置よりも後方側の区間において、外筒本体部の外周面の後端側への延長面よりも外側に取り出され、自身の後端部とセンサ出力リード線の前端部とが結線部にて接続されるようになっている。さらに、取出位置において外筒部材に、外筒本体部の外周面の一部区間を外側に膨出させかつ内部を高分子材料充填部とするリード線取出し部が形成され、外筒本体部の内側領域から同じく外側領域へ向かう、センサ出力端子の経路変更部が、外筒本体部の外周面の後端側への延長面を跨ぐ形態にて、リード線取出し部内に収容され、さらに結線部が、経路変更部の直後において、外筒本体部の外周面の後端側への延長面の外側に近接して配置されている。つまり、基準区間よりも後方ではセンサ出力リード線が、外筒部材の内周面ないしその延長によって囲まれる空間領域から半径方向外側にいわばオフセットされる形となり、プラグホール内空間にて点火コイル等を取り付けるためのスペースを容易に確保することができる。そして、センサ出力端子の経路変更部が、外筒本体部の外周面の後端側への延長面を跨ぐ形態にて、リード線取出し部内に収容されて保護されるので、ユニット本体部のプラグホール内への装着時等において、衝撃等により経路変更部に損傷を生じたりする不具合を生じにくくなる。
【００１０】
なお、本明細書の特許請求の範囲において各要件に付与した符号は、添付の図面の対応部分に付された符号を援用して用いたものであるが、あくまで発明の理解を容易にするために付与したものであり、特許請求の範囲における各構成要件の概念を何ら限定するものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態をなす圧力センサユニット１を、シリンダヘッドＳＨへの取付状態にて示す断面図である。圧力センサユニット１は、底面にスパークプラグ挿通孔４が形成された筒状のユニット本体部２を有し、スパークプラグ挿通孔４を取り囲む形態でリング状の圧力センサ素子３がこれに組み込まれている。図１（ａ）に示すように、ユニット本体部２の軸線Ｏの方向において、圧力センサ素子３の位置する側を前端側としたとき、ユニット本体部２は、該前端側からプラグホールＰＨ内に挿入・固定される。
【００１２】
プラグホールＰＨの内面は、図２に示すように、底部が段部ＤＰにて若干縮径されることにより縮径部ＰＳとされ、圧力センサユニット１は、該ユニット本体部２の下端部が該縮径部ＰＳに隙間ばめ形態で挿入される。プラグホールの底面にはスパークプラグ１００の取付孔ＰＦが雌ねじ孔の形で形成されている。そして、図２に示すように、ユニット本体部２の底面外周縁部は、取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳに密着するとともに、スパークプラグ挿通孔４が取付孔ＰＦに同心的に位置合わせされる。なお、プラグホールＰＨの縮径部ＰＳ以外の内周面を覆う形でオイルシール用のプラグチューブＰＴが圧入されている。図１に示すように、プラグチューブＰＴは、プラグホールＰＨの内面に締まりばめ形態で密着し、オイルシールが施される形となっている。なお、プラグホールＰＨの内面上端部には、プラグチューブＰＴに対するオイルシールリングＴＲがはめ込まれている。
【００１３】
上記の状態でスパークプラグ挿通孔４にスパークプラグ１００が挿通され、主体金具１の外周面前端側に形成された取付ねじ部１０４を、取付孔ＰＦにねじ込む形で取り付けされている。これにより、ユニット本体部２に組み込まれた圧力センサ素子３は、スパークプラグ１００の主体金具１０１の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部１０２と、取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳとの間で挟圧保持される。
【００１４】
ユニット本体部２は、外周面部をなす外筒部材５と同じく内周面部をなす内筒部材６とを有し、それらの間に形成された隙間７に圧力センサ素子３が配置されている。そして、該圧力センサ素子３からの出力は、隙間７内に引き出されるセンサ出力端子８を経て、センサ出力リード線９により取り出される。センサ出力リード線９は、芯線９ａとその外側を覆うシールド被覆１０とからなる。図１（ａ）に示すように、内筒部材６と外筒部材５との少なくとも一方、ここでは双方のものの、軸線Ｏ方向における後端６ａ，５ａが、圧力センサ素子３の後端とスパークプラグ１００の絶縁体１１０の後端との間（基準区間ＳＳ）に位置している。そして、該基準区間よりも後方側には、外筒部材５の内周面５ｂ又はその延長面ＥＰの内側の領域に、圧力センサユニット１の構成部品が存在しない形となっている。また、基準区間ＳＳよりも後方では、センサ出力リード線９の軸線Ｏに関する半径方向外側の縁位置が、外筒本体部５ｍの内周面位置よりも外側に存在している。
【００１５】
図２に示すように、内筒部材６は、軸線Ｏ方向前端側の端部壁を半径方向内側に膨出させた膨出部６ｇを有し、該膨出部６ｇの内周面がスパークプラグ挿通孔４とされている。また、外筒部材５と内筒部材６の膨出部６ｇとは、軸線Ｏの方向における前端側にて隙間７を塞ぐ底閉塞部１４により一体化されている。そして、膨出部６ｇとこれに対向する外筒部材５の壁部５ｈと底閉塞部１４とが、圧力センサ素子３を収容するセンサ収容部１５を形成している。このように内筒部材６の膨出部６ｇを設け、ここに圧力センサ素子３を収容することで、図１（ａ）に示すスパークプラグ１００の取付状態において、圧力センサ素子３は該センサ収容部１５とともにセンサ支持部１０２と取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳとの間で確実に挟圧される。その結果、シリンダヘッドＳＨ側からの圧力情報を確実に検出することができる。
【００１６】
そして、図２に示すように、センサ収容部１５内にてリング状の圧力センサ素子３に対しリング状の電極板６０が積層されている。そして、電極板６０の少なくとも内周縁側をなす部分が内筒部材６の膨出部６ｇ内に収容される一方、センサ出力端子８は電極板６０の外周縁に基端部８ａが一体化されてなり、末端側部分８ｂが隙間７の膨出部６ｇよりも軸線Ｏ方向後方側に位置する空間内に延出している。この構造により、センサ出力端子８ひいてはこれに接続されるセンサ出力リード線９が、圧力センサ素子３の位置にて半径方向外側に突出部を形成しないので、プラグホールＰＨの底部（縮径部ＰＳ）周辺に動弁系部品等が密集して、シリンダヘッド側の取付スペースが確保しにくい場合にも柔軟に対応できる。
【００１７】
圧力センサ素子３は、図８に示すような圧力センサ組立体３１８をなす形でセンサ収容部１５内に収容されている。該圧力センサ組立体３１８は、底閉塞部１４に近い側から、リング状の板パッキン５９、リング状の圧電セラミック素子３、リング状の電極板６０及びリング状の絶縁板６１がこの順序にて積層された構造を有する。このような構造は、例えば図９に示すような工程により簡単に製造することができる。まず、（ａ）に示すように、内筒部材６として、本体部６ｍと縮径部６ｓとが段部６ｈを介して接続された構造のものを用意する。そして、その縮径部６ｓに対し、絶縁板６１、電極板６０、圧電セラミック素子３及び板パッキン５９を順次はめ込んで、圧力センサ組立体３１８を段部６ｈ上に積み上げる。このとき、（ｂ）に示すように、電極板６０の外周縁に一体化された電極端子部８は下方（すなわち、図２の軸線Ｏ方向における後方側）へ曲げ返し、本体部６ｍの外周面に沿わせた状態としておく。なお、電極端子部８には、ポリ四フッ化エチレンチューブ等で構成された絶縁被覆１８を予め装着しておく。また、縮径部６ｓの外周面のうち圧力センサ組立体３１８の内周面と対向する領域を少なくとも、ポリ四フッ化エチレンチューブ等で構成された絶縁被覆４１８で覆っておく。
【００１８】
次に、（ｃ）に示すように、外筒部材５において円筒状に形成された本体部５ｍの端面内周縁に、周方向の張り出し部５ｓを形成しておき、圧力センサ組立体３１８から突出する内筒部材６の縮径部６ｓの先端部分６ｓ’を該張り出し部５ｓの内側に挿通しながら、本体部５ｍを内筒部材６の本体部６ｍに被せる。これにより、張り出し部５ｓは圧力センサ組立体３１８の上面側を覆うとともに、本体部５ｍは内筒部材６の本体部６ｍとの間に隙間７が形成される。このとき、電極端子部８は予め下向きに曲げ返してあるので、外筒部材５を被せるに伴い自動的に該隙間７内に位置する形となる。そして、内筒部材６の縮径部６ｓの先端部分６ｓ’を張り出し部５ｓ側に向けて加締める。この加締めを適当な圧力にて行なうことで、圧力センサ組立体３１８に対する段部６ｈ及び加締められた先端部分６ｓ’との間の密着が良好となる。
【００１９】
最後に、（ｄ）に示すように、先端部分６ｓ’と張り出し部５ｓとを周方向の溶接部Ｗ（例えばレーザー溶接部）にて溶接することにより、外筒部材５と内筒部材６とは気密状態にて結合される。図から明らかな通り、先端部分６ｓ’と張り出し部５ｓとは底閉塞部１４を形成している。
【００２０】
図２に戻り、内筒部材６と外筒部材５との隙間７は、内部が絶縁用の高分子材料（例えばシリコンゴム）にて充填され、高分子材料装填部１６とされている。そして、センサ出力端子８と、該センサ出力端子８の後端部及びセンサ出力リード線９の前端部との結線部１７とが、絶縁被覆１８にて覆われた状態で高分子材料装填部１６内に埋設されている。これにより、該センサ出力端子８及びセンサ出力リード線９と内筒部材６あるいは外筒部材５との間の絶縁状態が良好に確保され、かつ、強度的に弱い結線部１７が高分子材料装填部１６内に没することで、外力付与等による断線や接触不良などの不具合も生じにくくなる。
【００２１】
次に、センサ出力端子８は、圧力センサ素子３の後端面から軸線Ｏ方向後方側に所定長離れた取出位置ＡＰ（基準区間ＳＳ内であって、内筒部材６と外筒部材５との各後端６ａ，５ａのうち、基準区間ＳＳ内にて最も軸線Ｏ方向後方側に存在するものとして定義される基準位置（ここでは内筒部材６の後端６ａ）よりも前方側に設定される）に至るまでの区間において、外筒本体部５ｍの内周面と、内筒部材６の本体部６ｍの外周面との間を通される。そして、取出位置ＡＰよりも後方側の区間においては、外筒本体部５ｍの外周面５ｃの後端側への延長面よりも外側に取り出され、さらに結線部１７が外筒本体部５ｍの外周面５ｃの後端側への延長面の外側に近接して配置されている。これにより、図１（ａ）に示すように、基準区間ＳＳよりも後方側において、外筒部材６の内周面（あるいはその延長ＥＰ）よりも内側の領域からセンサ出力リード線９が排除され、後述する点火コイル等の配置スペースを確保しやすくなる。なお、外側に取り出されたセンサ出力リード線９は、図１（ｂ）に示すように、プラグチューブＰＴの周壁を、周方向の一部区間にておいて外向きに膨出させた軸線方向の溝部ＰＧ（プラグホールＰＨ側にも対応する位置に溝部が形成されている）内を通されるようになっている。
【００２２】
本実施形態では、図２に示すように、取出位置ＡＰにおいて外筒部材５に、外筒本体部５ｍの外周面５ｃの一部区間を外側に膨出させたリード線取出し部５ｆが形成されている（図１（ｂ）参照）。該構造によると、外筒本体部５ｍの内側領域から同じく外側領域へ向かう、センサ出力端子８とセンサ出力リード線９との経路変更部が、外筒本体部５ｍの外周面５ｃを跨ぐ形態にて、リード線取出し部５ｆ内に収容されて保護されるので、ユニット本体部２のプラグホールＰＨ内への装着時等において、衝撃等により経路変更部に損傷を生じたりする不具合を生じにくくなる。なお、リード線取出し部５ｆは溝部ＰＧの前端部に収容される。本実施形態では、リード線取出し部５ｆの前端面（及び溝部ＰＧの対応する後端面）が傾斜面５ｉとされている。なお、リード線取出し部５ｆの内側は高分子材料充填部１３とされている。
【００２３】
次に、図１（ａ）に示すように、センサ出力リード線９は、基準位置６ａよりも軸線Ｏ方向後方側に延びる形となっているが、ユニット本体部２をプラグホール内に装着する際の便宜を図るため、センサ出力リード線９を支持するためのリード線支持部１１が、ユニット本体２と一体的に設けられている。本実施形態では、リード線支持部１１は、センサ出力リード線９に沿って配置される板状部材を有する。このような板状部材の使用により、リード線支持部１１を軽量かつコンパクトに構成できる。
【００２４】
板状部材の前端部は、内筒部材６と外筒部材５（図２）とのいずれに結合してもよいが、外筒部材５の本体部５ｍの内周面（あるいはその延長）よりも外側に板状部材を位置させなければならないので、外筒部材５側に接続しようとする場合は、内筒部材６及び外筒部材５との隙間７から後方に引き出されるセンサ出力リード線９との干渉を避けるため、孔や切欠きを形成する必要がある。そこで、本実施形態では、図３に示すように、板状部材の前端部を内筒部材６の後端部に結合し、外筒部５の壁部の延長位置に向けて延びる移行部１１ａと、その移行部１１ａに続く形にて軸線Ｏ方向後方に延びる主要部１１ｂとを有するものとして構成することで、センサ出力リード線９との干渉を合理的に回避している。このような構造は、例えば図４（ａ）に示すように、移行部１１ａのさらに先端側に接続部１１ｃを形成しておき、（ｂ）に示すように、その接続部１１ｃを、内筒部材６の本体部６ｍの外周面に溶接部ＷＧ等により接合すれば簡単に得ることができる。
【００２５】
本実施形態では、図６に示すように、主要部１１ｂ（板状部材）は溝部ＰＧよりも半径方向内側に外れた位置に配置され、かつ強度向上のために溝部ＰＧの開口幅よりも広幅とされている。その結果、主要部１１ｂの厚さの分だけプラグチューブＰＴ内のスペースが消費される形となる。本実施形態では、主要部１１ｂを、外筒部材５の周方向に沿う円弧状断面を有するものとして構成し、プラグチューブＰＴ内になるべくデッドスペースが生じない工夫がなされている。他方、主要部１１ｂの強度上の問題が生じないようであれば、図７の圧力センサユニット２００のように、上記よりは狭幅の主要部１１ｂを溝部ＰＧ内に配置する構成としてもよい。
【００２６】
図１に戻り、リード線支持部１１には、軸線Ｏ方向において所定の間隔で、センサ出力リード線９を自身に固定するための固定部１２が設けられている。このような固定部１２を設けることで、リード線支持部１１がプラグホール内に撓み出たりする不具合を効果的に防止できる。固定部１２は、例えば図５に示すように、リード線支持部１１の支持面を形成する板材に形成された切起こし部とすれば、構造が簡単で形成も容易である。この場合、その切起こし部の内側にセンサ出力リード線９が挿入・保持されることとなる。
【００２７】
上記のような圧力センサユニット１を図１０に示すようにプラグホールＰＨ内に取り付ける。なお、リード線支持部１１の上端部にはゴム製の取付リング３４が一体化されており、その下面側に形成された嵌合溝３４ａ内にプラグホールＰＨの開口周縁に形成されたリブＦＲを嵌合することにより、圧力センサユニット１の上部側の固定を行なうことができる。そして、図１に示すように、プラグレンチＰＷを主体金具１０１の六角部１０３に係合させることによりスパークプラグを取り付ける。前述の通り、この状態において、基準区間ＳＳよりも後方側には、外筒部材５の内周面５ｂ又はその延長面ＥＰの内側の領域ＣＳに、圧力センサユニット１の構成部品が存在しない。従って、図１１に示すように、この領域（スペース）ＣＳをフルに活用する形で、プラグホールＰＨ内にペンシル型の点火コイルユニット３００を配置することができる。点火コイルユニット３００は全体が円筒状の外形を有し、その軸線Ｏの方向における前端部はゴム製のプラグキャップ部３０１とされ、端子金具１０５及び絶縁体１１０の後端部に被せられる。そして、その後方に点火コイル３０２が配置され、高圧端子部３０９を介して端子金具１０５に点火用の高電圧を供給する。
【００２８】
以下、本発明に係る圧力センサユニットの種々の変形例について説明する（なお、すでに説明済みのものと共通の部分には同一の符号を付与して詳細な説明は省略している）。図１２の圧力センサユニット２３０においては、リード線支持部が、センサ出力リード線９と一体化された高分子材料成形部３０を有するものとされている。ここでは高分子材料成形部３０は、図１のリード線支持部１１と同じ板状部１１’が併設されており、高分子材料成形部３０はこれに沿う棒状に形成されているが、板状部１１’は省略してもよい。
【００２９】
なお、リード線取出し部５ｆの内部は前述の通り高分子材料充填部１３とされているが、リード線支持部をなす高分子材料成形部３０の前端部と高分子材料充填部１３とを、接着あるいは一体成形等により接合し一体化させてもよい。これにより、高分子材料成形部３０のユニット本体２への結合強度を高めることができる。
【００３０】
他方、リード線支持部は、図１３に示すように、センサ出力リード線９が軸線Ｏ方向に挿通される筒状支持体４０とすれば、構造をより簡略化できる。筒状支持体４０はプラスチック等の高分子材料製とすることもできるし、また、金属にて構成してもよい。金属製の場合、センサ出力リード線９のシールド部に兼用させることができ、例えば筒状支持体４０内のシールド被覆１０を省略することもできる。筒状支持体４０のユニット本体２への結合形態としては、例えば図に示すように、筒状支持体４０の前端部を、外筒部材５に形成されたリード線取出し部５ｆに対し後端側開口部５ｑから挿入・保持させる形を例示できる。図１３（ａ）では、高分子材料充填部１３に形成された凹部１３ｅに筒状支持体４０の前端部を圧入する構成としている。また、（ｂ）では、リード線取出し部５ｆに形成された係合孔（あるいは凹部）２５に、筒状支持体４０の外周面に形成された係合凸部４０ｐを嵌合させている。この場合、係合凸部４０ｐあるいはその基端側の支持体壁部を半径方向に弾性変形させつつ、筒状支持体４０の前端部をリード線取出し部５ｆの上部に形成された係合空間ＥＳ内に押し込み、係合凸部４０ｐを係合孔２５内にて弾性復帰させることにより、嵌合状態とすることができる。例えば（ｃ）に示すように、筒状支持体４０の前端部に軸線方向のスリット４０ａを形成しておけば、該スリットを挟んだ両側部分４０ｂ，４０ｂを互いに接近する向きに弾性変形させ易くなり、嵌合が容易となる。
【００３１】
次に、図１の圧力センサユニット１では、内筒部材６の後端縁６ａと外筒部材５の後端縁５ａとの双方が基準区間ＳＳ内に位置するものとしていたが、これらの一方を、軸線Ｏの方向にて、基準区間ＳＳを超えて後方側に延長した構成とすることもできる。図１４（ａ）の圧力センサユニット２１０は内筒部材６を延長した例であり、同図（ｂ）に示すように、外筒部材５の後端５ａが基準位置を与える形となる。内筒部材６は、本体部６ｍの後端に段部６ｊを介して、外筒部材５の壁部の延長と略一致する形に拡径された延長部６ｅが一体化されている。この延長部６ｅはリード線支持部を兼ねるものであり、図５と同様の固定部１２により、その外周面上にてセンサ出力リード線９を支持するようになっている。
【００３２】
他方、図１５（ａ）は、外筒部材５を延長した例であり、同図（ｂ）に示すように、内筒部材６の後端６ａが基準位置を与える形となる。外筒部材５は、本体部５ｍをそのまま同径にて延長する形で延長部５ｅが形成されている。なお、センサ出力リード線９を外側に引き出すために、取出し孔５ｋが形成されている。本実施形態では、取出し孔５ｋに対応する位置にリード線取出し部５ｆが膨出形成されている。ここでも延長部５ｅはリード線支持部に兼用され、固定部１２により、その外周面上にてセンサ出力リード線９を支持するものとされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力センサユニットの第一の実施形態を、スパークプラグの取付状態にて示す縦断面図及びそのＡ−Ａ断面図。
【図２】図１の要部拡大断面図。
【図３】ユニット本体部の外観斜視図。
【図４】内筒部材へのリード線支持部の取付工程の一例を示す説明図。
【図５】リード線支持部における固定部の形成形態の一例を示す斜視図。
【図６】リード線支持部をプラグチューブ側の溝部内に収容しない実施形態を示す軸断面図。
【図７】リード線支持部をプラグチューブ側の溝部内に収容する実施形態を示す軸断面図。
【図８】圧力センサ組立体の分解斜視図。
【図９】ユニット本体部の組立工程の一例を示す説明図。
【図１０】ユニット本体部のプラグホールへの取付方法を示す断面図。
【図１１】図１の圧力センサに点火コイルを組み付けた状態を示す断面図。
【図１２】本発明に係る圧力センサユニットの第二の実施形態を、スパークプラグの取付状態にて示す縦断面図及びそのユニット本体の斜視図。
【図１３】リード線支持部を筒状支持体として構成する実施形態をいくつか例示して示す要部断面図。
【図１４】内筒部材に延長部を形成した実施形態を示す外観斜視図及び要部縦断面図。
【図１５】外筒部材に延長部を形成した実施形態を示す外観斜視図及び要部縦断面図。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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