(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼チャンバ（１）の中の圧力測定用のグロー・プラグ・アダプタ（２）であって、ダイアフラム（２４０）を備えた圧力センサ（２４）が実装されるアダプタ・ヘッド（２１）を含み、前記アダプタ・ヘッド（２１）に取り付けられたアダプタ・スリーブ（２０）を含み、シーリング肩部（２１４）を含む前記グロー・プラグ・アダプタ（２）が耐圧を有するように燃焼チャンバ壁（１０）のグロー・プラグ開口（１１）の中に捩じ込まれることができ、前記圧力センサ（２４）からの信号導体（２３）が前記アダプタ・スリーブ（２０）を介して前記グロー・プラグ・アダプタ（２）の外へ通じる、グロー・プラグ・アダプタ（２）において、
前記グロー・プラグ・アダプタ（２）は、前記アダプタ・ヘッド（２１）に固定された前記グロー・プラグ・アダプタ（２）の燃焼チャンバ近位端（Ｂ）から離れて突出する要素を有しないという先端なしであるように設計され、
前記アダプタ・ヘッド（２１）は、前記燃焼チャンバ近位端（Ｂ）で先細になり、前記燃焼チャンバ近位端（Ｂ）の領域の中の前記アダプタ・ヘッド（２１）の中に、空洞（２１０）が形成されて、燃焼チャンバ遠位端（Ａ）に対面する側では、前記空洞（２１０）がその中に実装された前記圧力センサ（２４）の前記ダイアフラム（２４０）で仕切られ、
前記燃焼チャンバ近位端（Ｂ）に対面する側では、前記空洞（２１０）が前記アダプタ・ヘッド（２１）の閉じられた端壁（２１１）で閉じられ、
前記アダプタ・ヘッド（２１）の側壁（２１２）では、前記空洞（２１０）の中に通じる複数のガス交換チャネル（２１３）が形成され、
前記ダイアフラム（２４０）によって仕切られた表面から前記端壁（２１１）の外表面までの前記空洞（２１０）の正面高さ（ｌ）は、前記空洞（２１０）の領域の中の前記アダプタ・ヘッド（２１）のうちの１つのアダプタ直径（Ｄ）よりも小さい
ことを特徴とする、グロー・プラグ・アダプタ（２）。
【請求項２】
前記アダプタ・ヘッド（２１）は、一体的に具体化されている、請求項１に記載のグロー・プラグ・アダプタ（２）。
【請求項３】
前記アダプタ・ヘッド（２１）の前記燃焼チャンバ近位端（Ｂ）は、切頭体の形状に設計されている、請求項１又は２に記載のグロー・プラグ・アダプタ（２）。
【請求項４】
前記アダプタ・ヘッド（２１）の前記側壁（２１２）を介して前記空洞（２１０）の中へ通じる３つのガス交換チャネル（２１３）が配置されている、請求項１から３までのいずれか一項に記載のグロー・プラグ・アダプタ（２）。
【請求項５】
前記ガス交換チャネル（２１３）は、長手軸線（Ｌ）に対して、３０度から９０度の間、好ましくは、６０度、の角度（α）で延伸するように配置されている、請求項４に記載のグロー・プラグ・アダプタ。
【請求項６】
前記燃焼チャンバ壁（１０）のグロー・プラグ開口（１１）の中に耐圧様式で配置され、
前記グロー・プラグ開口（１１）の中に入り込むように配置されて、前記アダプタ・ヘッド（２１）が前記グロー・プラグ開口（１１）の中に完全に静止し、前記端壁（２１１）の外表面上の長手軸線（Ｌ）の高度での中心点と前記グロー・プラグ開口（１１）の端部の間の距離（ｔ）がゼロ以上である、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のグロー・プラグ・アダプタ。
【請求項７】
前記アダプタ・ヘッド（２１）の前記端壁（２１１）の外表面と前記燃焼チャンバ（１）の間の距離（ｔ）は、１０ｍｍ以下である、請求項６に記載のグロー・プラグ・アダプタ。
【請求項８】
前記アダプタ・ヘッド（２１）の前記側壁（２１２）と前記グロー・プラグ開口（１１）の内壁の間の隙間の寸法は、０．０５ｍｍ以下である、請求項６又は７に記載のグロー・プラグ・アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼チャンバの中の圧力測定用のグロー・プラグ・アダプタに関し、グロー・プラグ・アダプタは、ダイアフラムを備えた圧力センサが実装されるアダプタ・ヘッドと、アダプタ・ヘッドに取り付けられるアダプタ・スリーブと、を含み、シーリング肩部を含むグロー・プラグ・アダプタは、耐圧を有するように燃焼チャンバ壁のグロー・プラグ開口の中に捩じ込むことができ、圧力センサからの信号導体は、アダプタ・スリーブを通ってグロー・プラグ・アダプタから導出される。本発明は、燃焼チャンバ壁のグロー・プラグ開口の中に耐圧様式（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｔｉｇｈｔ  ｍａｎｎｅｒ）で配置されるグロー・プラグ・アダプタにも関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力測定プローブを内燃機関に嵌合させるためのアダプタは、イグニッション又はグロー・プラグ・アダプタとして、生産されて流通しており、グロー・プラグ・アダプタの幾何形状は通常、グロー・プラグに対応している。グロー・プラグ・アダプタを必要な幾何形状に適合させるために、先行技術から公知のグロー・プラグ・アダプタは、グロー・プラグ・アダプタの場合では公知であるように、アダプタ先端を含む。
【０００３】
特許文献１には、グロー・プラグ・アダプタが開示され、それは、圧電式圧力センサの上流の燃焼チャンバ上に実装される金属又はセラミックのアダプタ先端を有する。グロー・ピン上に作用している圧力は、圧力センサに伝えられ、それによって測定される。
【０００４】
同様の構造は、特許文献２に開示されている。グロー・プラグ・アダプタのアダプタ先端上に長手方向に作用する力又は圧力は、圧電式センサのダイアフラムに伝えられて測定される。アダプタ先端は、それに応じて可動に実装されており、各場合において圧力吸収要素として機能し、したがって、力は、アダプタ先端を経由して圧電式センサのダイアフラム上に間接的に伝えられる。こういった構成によって達成可能な測定精度は、間接的な力の伝達のせいで、最適に満たない。
【０００５】
異なった設計が、特許文献３に基づいてグロー・プラグ・アダプタに開示されている。このグロー・プラグ・アダプタは、燃焼チャンバ壁のグロー・プラグ開口の中にグロー・プラグの代わりに固定する場合もある。グロー・プラグ・アダプタは、アダプタ・ヘッドを有し、アダプタ・ヘッドは、設計上、実質円筒であり、シーリング・コーンを有し、グロー・プラグ開口の中に固定されてシーリング・シートを形成する場合がある。圧力センサは、非冷却式の（ｎｏｎ−ｃｏｏｌｅｄ）高温圧力センサとして具体化されており、燃焼チャンバのガス圧力によって直接動作する可動ダイアフラムを含んでいる。ダイアフラムは、燃焼チャンバのできる限り近くに実装され、これにより測定精度が向上する。
【０００６】
グロー・プラグ・アダプタのアダプタ・ヘッドには、できる限り正確にグロー・プラグの先端形状をシミュレートするために、アダプタ先端が取り付けられる。アダプタ先端は、グロー・プラグの先端の外観に基づいてモデル化されると共に、実質上結合の関係によってグロー・プラグ・アダプタの燃焼チャンバ対面端部でアダプタ・ヘッドに恒久的に固定される。アダプタ先端は、剛性デバイスを意味すると理解され、燃焼チャンバ対面端部でアダプタ・ヘッドに固定されると共に、燃焼チャンバ側上の圧力センサの上流に連結される。取り付けた状態では、アダプタ先端は、グロー・プラグの構成に類似して燃焼チャンバの中に突出する。アダプタ先端には、複数のガス交換チャネルが設けられ、圧力センサのダイアフラムの面前の空洞の中に通じる。アダプタ先端と燃焼チャンバ壁の間の狭いグロー・プラグ開口の中には、僅かな隙間が残存するだけなので、燃焼チャンバへの熱流入が制限される。
【０００７】
どの程度アダプタ先端が燃焼チャンバの中に突出するかに応じて、アダプタの圧力センサにおいて温度上昇と大きな温度降下が起き、圧力センサの測定精度と耐用年数の双方に負の影響が及ぶ。アダプタ先端の本体周りと、アダプタ先端とグロー・プラグ開口の内壁の間の大きな隙間の中と、における熱の対流の結果、アダプタ先端が強く加熱される。強い加熱を回避するため、隙間をできる限り小さくする設計が試みられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１１０８８４７４号明細書
【特許文献２】国際公開第２００９／１４６５６５号
【特許文献３】独国実用新案第２０３０１０２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、その中に配置した圧力センサについてより高い耐用年数と共により高い測定精度を達成する、内燃機関、特に、ディーゼル機関、の燃焼チャンバ内の圧力を測定するための上記グロー・プラグ・アダプタを開示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
先行技術が示すように、グロー・プラグ・アダプタは、グロー・プラグが本来使用されていた場合に認定されるものとできるだけ同様に圧力測定中に燃焼チャンバ内部のガス流を保持する目的で、アダプタ先端を有していなければならないと想定された。それは、意外にも不要であると判明した。アダプタ先端を省くことによって、圧力センサは、燃焼チャンバにより近づくことができ、これにより、圧力測定がより正確になる。測定値が示したように、熱負荷は、アダプタ先端を省いたときに、意外にも増加しない。アダプタ・ヘッドを短くするせいで、グロー・プラグ・アダプタは、燃焼チャンバの中に突出することなく、燃焼チャンバ壁の開口の中に全体が嵌合することができる。これにより、測定に伴う熱の課題を低減することもできる。
【００１１】
温度安定性が高い圧力センサを使用するとき、グロー・プラグ・アダプタは、それ故に設計がより単純化する。それらは、より高い熱負荷にさらされず、圧力測定の改善をもたらし、より単純化し、製造する上でさらに費用効果がある。
【００１２】
以下、図面を参照することにより、本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】アダプタ・ヘッド上にアダプタ先端を有する先行技術に係るグロー・プラグ・アダプタを示す図である。
【図２ａ】本発明に係るアダプタ先端なしのグロー・プラグ・アダプタの断面図である。
【図２ｂ】図２ａに係るグロー・プラグ・アダプタのアダプタ・ヘッドの一部の詳細断面図である。
【図３】燃焼チャンバ壁のグロー・プラグ開口の中に挿入されて固定された本発明に係るアダプタ先端なしのグロー・プラグ・アダプタの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るグロー・プラグ・アダプタ２は、分離して断面により図２ａに示す。グロー・プラグ・アダプタ２は、先端を除いて、グロー・プラグと整合するために全体的な外観がモデル化される。グロー・プラグ・アダプタ２は、アダプタ・スリーブ２０とアダプタ・ヘッド２１を含み、アダプタ・ヘッド２１は、アダプタ・スリーブ２０に溶着される。しかしながら、アダプタ・ヘッド２１とアダプタ・スリーブ２０は、互いにねじ留め、圧着（ｃｒｉｍｐ）又は接着（ｇｌｕｅ）してもよい。グロー・プラグ・アダプタ２は、長手軸線Ｌに沿って燃焼チャンバ遠位端Ａから燃焼チャンバ近位端Ｂまで延びる。ここで燃焼チャンバ遠位端Ａは、六角ねじ頭２００の形状を有する。アダプタ・スリーブ２０の範囲に沿って、外ねじ２０１が配置されている。六角ねじ頭２００に係合する工具を用いて、グロー・プラグ・アダプタ２は、図３に示すように、動作可能に連結可能な内ねじの中への外ねじ２０１の取り外し可能な連結によって、取り付けることができる。アダプタ・ヘッド２１は、グロー・プラグ・アダプタ２の燃焼チャンバ近位端Ｂの領域内に位置する。
【００１５】
アダプタ・スリーブ２０の内部スペース２０２を通して、信号導体２３は、圧力センサ２４まで延びる。圧力センサ２４は、非冷却式に構成され、他の部品に加えて、ダイアフラム２４０と、ダイアフラム２４０に動作可能に連結される測定要素と、を含み、最高の測定精度を得るためには、ダイアフラム２４０に連結された測定要素は、ダイアフラム２４０のできるだけ近くに配置すべきである。最良の場合では、測定要素は、ダイアフラム２４０と直接接触する。圧力センサ２４は通常、円筒状の圧力センサとして設計され、図示しないアダプタ・ヘッド内部の中に延びる。
【００１６】
圧力センサ２４は、アダプタ・ヘッド２１のアダプタ・ヘッド内部の中に少なくとも部分的に突出する。アダプタ・ヘッド２１は、好ましくは一体的に設計され、シーリング肩部２１４を含み、燃焼チャンバ近位端Ｂの方向に、したがって、アダプタ・ヘッド２１の燃焼チャンバ側領域で、先細になっている。アダプタ・ヘッド２１の側壁２１２は、アダプタ・ヘッド２１の燃焼チャンバ側領域の中で切頭体の形状に好ましくは設計され、アダプタ・ヘッド２１の中空内部は、端壁２１１によって仕切られる。端壁２１１は、平坦であり、長手軸線Ｌに垂直な面内に延在する。空洞２１０は、アダプタ・ヘッド２１の内部に形成される。空洞２１０は、燃焼チャンバ近位端Ｂで端壁２１１によって、また、アダプタ・ヘッドの内部の方向では圧力センサ２４のダイアフラム２４０によって、仕切られる。
【００１７】
アダプタ・ヘッド２１は、センサ２４の外ねじに動作可能に連結することができる内ねじを有する。アダプタ・ヘッド２１は、アダプタ・スリーブ２０に恒久的に実質上結合される。
【００１８】
図２ｂに係る、グロー・プラグ・アダプタ２の燃焼チャンバ近位端Ｂ又はアダプタ・ヘッド２１の詳細図では、アダプタ・ヘッド２１の特徴部は、強調してある。側壁２１２の中へ空洞２１０まで、複数のガス交換チャネル２１３が、横断方向に窪め（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）られ、ここでは、長手軸線Ｌに対して、３０度から９０度の間、好ましくは、約６０度、の角度αで延びる。ここでは、３つのガス交換チャネル２１３が設けられ、空洞２１０の中に通じる。端壁の厚さｓは、３ｍｍより薄いか又はそれと等しい。したがって、アダプタ・ヘッド２１は、その先端に低い表面積だけを有し、低い熱入力（ｈｅａｔ  ｉｎｐｕｔ）だけを供給する。特に、アダプタ先端は、アダプタ・ヘッド２１上に形成も、それに恒久的に固定もされず、とても意外なことに、本発明に従ってそれが不要であると証明された。
【００１９】
ダイアフラム２４０によって仕切られる表面から端壁２１１の外表面のところまでの正面高さｌは、空洞２１０の領域の中のアダプタ・ヘッド２１のアダプタ１個の直径Ｄよりも小さい。
【００２０】
グロー・プラグ・アダプタ２は、グロー・プラグの代わりに、内燃機関、例えば、ディーゼル機関、の燃焼チャンバ１の燃焼チャンバ壁１０のグロー・プラグ開口１１の中に導入される。グロー・プラグ・アダプタ２の燃焼チャンバ近位端Ｂもグロー・プラグ開口１１の中に十分に挿入され、アダプタ・ヘッド２１がグロー・プラグ開口１１の中に完全に静止する。グロー・プラグ開口１１は、直径の先細セクションが燃焼チャンバ１の方に面する側に形成されるように、設計される。アダプタ・ヘッド２１のシーリング肩部２１４は、グロー・プラグ開口１１の中のこの先細セクションに接触して配置され、それによって、グロー・プラグ開口１１の中のグロー・プラグ・アダプタ２のガス密固定（ｇａｓ−ｔｉｇｈｔ  ｆｉｘｉｎｇ）が得られる。アダプタ・スリーブ２０上の外ねじ２０１は、燃焼チャンバ１の向こう側に面するセクションの中に配置されるグロー・プラグ開口１１の内ねじと係合する。アダプタ・スリーブ２０は、アダプタ・ヘッド２１と共に、六角ねじ頭２００を動かすことによって取り外し可能な形式で連結するために捩じ込むことができる。信号導体２３は、アダプタ・スリーブ２０からグロー・プラグ開口１１の外側に出現しており、測定デバイスと連結することができる。
【００２１】
グロー・プラグ・アダプタ２の幾何形状は、アダプタ・ヘッド２１が燃焼チャンバ１の中へ突出しないように、グロー・プラグ開口１１に適合される。
【００２２】
グロー・プラグ・アダプタ２の燃焼チャンバ近位端Ｂ、特に、端壁２１１と空洞２１０とガス交換チャネル２１３とを備えたアダプタ・ヘッド２１は、グロー・プラグ開口１１の内部に完全に位置し、燃焼チャンバ１から離間される。したがって、グロー・プラグ・アダプタ２は、アダプタ・ヘッド２１が燃焼チャンバの中に突出しないように、グロー・プラグ開口１１の中に入り込む。したがって、端壁２１１の外表面上の長手軸線Ｌの高度での中心点とグロー・プラグ開口１１の端部の間の距離ｔは、ゼロより大きいか又は等しく選ばれる。距離ｔは、ゼロより大きく且つ１０ｍｍより小さく選ばれることが好ましく、それによって、最良の測定結果が得られる。
【００２３】
アダプタ・ヘッド２１の側壁２１２とグロー・プラグ開口１１の内壁の隙間２１５が僅かな隙間寸法である場合は有利である。アダプタ・ヘッド２１は、隙間寸法が０．０５ｍｍよりも小さいように形作ることが好ましい。
【００２４】
第一に、端壁２１１は、閉じられ、アダプタ・ヘッド２１は、燃焼チャンバ１のグロー・プラグ開口１１の中に入り込む。燃焼ガスは、ガス交換チャネル２１３を通ってダイアフラム２４０に容易に到達できるけれども、そのとき現在のガス圧力は、測定要素を用いて正確に測定することができる。測定結果に悪影響を与えないために、僅かな範囲内でのみ距離ｔを変化させてもよい。アダプタ・ヘッド２１の面前のグロー・プラグ開口１１の中の自由体積（ｆｒｅｅ  ｖｏｌｕｍｅ）は、先行技術と比べて大幅に増加する。本発明に係る解決策の実施例では、ガス流は、より迅速に又はより容易にガス交換チャネル２１３に到達し、その結果、圧力センサ２４の測定精度と耐用年数が向上する。
【００２５】
先行技術と比べてグロー・プラグ・アダプタ２のアダプタ・ヘッド２１の表面積が減少することで、圧力センサ２４へのより低い熱入力が導かれ、その結果、耐用年数が向上する。
【００２６】
細長いアダプタ先端が不要にできるとは予想されなかった。流動性は、本発明に係るグロー・プラグ・アダプタ２を用いるとき、影響が僅かであり、口笛のような振動（ｗｈｉｓｔｌｉｎｇ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）は著しく低減される。先行技術と対照的に、グロー・プラグ開口１１の断面積は、追加部品によって縮められることがない。したがって、より多くのガス流がグロー・プラグ開口を通過することができ、振幅の大きい低共振周波数が回避される。
【符号の説明】
【００２７】
１  燃焼チャンバ
２  グロー・プラグ・アダプタ
１０  燃焼チャンバ壁
１１  グロー・プラグ開口
２０  アダプタ・スリーブ
２１  アダプタ・ヘッド
２３  信号導体
２４  高温圧力センサ（円筒圧力センサ、非冷却式）
２００  六角ねじ頭
２０１  外ねじ
２０２  スリーブ内部
２１０  空洞
２１１  端壁
２１２  側壁
２１３  ガス交換チャネル
２１４  シーリング肩部／シーリング・コーン
２１５  隙間
２４０  ダイアフラム
Ａ  燃焼チャンバ遠位端
Ｂ  燃焼チャンバ近位端
Ｄ  空洞の領域の中のアダプタ・ヘッドの直径
Ｌ  長手軸線
ｌ  正面高さ
ｓ  端壁の厚さ
ｔ  端壁２１１の外表面上の長手軸線Ｌの高度での中心点とグロー・プラグ開口１１の端部の間の距離
【図１】
0006408597.tif 000002
【図２ａ】
0006408597.tif 000003
【図２ｂ】
0006408597.tif 000004
【図３】
0006408597.tif 000005