(57)【要約】本発明は、圧力センサ（２０）を受容するためのスパークプラグ（１０）に関する。センサ（２０）の接続導線をガイドするための接続通路（６２）は、スパークプラグ（１０）の絶縁コア（３０）の中央区分（３２）内及びケーシング（２８）内に延びている。このような構成によって、接続導線（２６）は、スパークプラグ（１０）の領域内で保護されてガイドされている。
2004505406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサを受容するためのスパークプラグであって、
スパークプラグ（１０）の縦軸線（６０）に沿って延びる絶縁コア（３０）が設けられていて、該絶縁コア（３０）は一方側で中央の区分（３２）から絶縁ベース（３６）に向かって先細りしており、
中央の区分（３２）及び絶縁ベース（３６）を包囲するケーシング（２８）が設けられていて、該ケーシング（２８）が、絶縁ベース（３６）の領域内で軸方向に延びるケーシングスリーブ（４４）として構成されており、
センサエレメント（２０）を受容するためのケーシングスリーブ（４４）内にセンサ受容室（５６）が設けられており、
ケーシングスリーブ（４４）内に接続通路（６２）が形成されていて、該接続通路（６２）は、センサ受容室（５６）を基点としてケーシングスリーブ（４４）の縦軸線（６０）に対してほぼ平行に延びていて、さらに、スパークプラグ（１０）の外側までガイドされている形式のものにおいて、
接続通路（６２）の一部の区分が、絶縁コア（３０）の中央の区分（３２）内に延びており、
該接続通路（６２）が、プラグコード（１４）のための接続部（１８）の直近に位置する、ケーシング（２８）の側において、かつ／又は絶縁コア（３０）から出ている、
ことを特徴とする、圧力センサを受容するためのスパークプラグ。
【請求項２】
接続通路（６２）が絶縁コア（３０）の中央の区分（３２）内で縦軸線（６０）に対してほぼ平行に延びている、請求項１記載のスパークプラグ。
【請求項３】
接続通路（６２）が絶縁コア（３０）の中央の区分（３２）内で縦軸線（６０）に対して有利には３゜〜１０゜の角度で傾斜している、請求項１記載のスパークプラグ。
【請求項４】
接続通路（６２）が、縦方向で、ケーシング（２８）と中央の区分（３２）との間の移行部において、有利には１０゜よりも小さい角度又は５゜よりも小さい角度で湾曲されている、請求項３記載のスパークプラグ。
【請求項５】
接続通路（６２）の他方の端部が、絶縁コア（３０）とケーシング（２８）との間に位置している、請求項１から４までのいずれか１項記載のスパークプラグ。
【請求項６】
接続通路（６２）の他方の端部が、縦軸線（６０）の近くに、有利には５ｍｍよりも小さい間隔を保って位置している、請求項１から５までのいずれか１項記載のスパークプラグ。
【請求項７】
センサエレメント（２０）が感圧性であって、有利には光学的、圧電的、圧電抵抗的又は電気力学的に作業するエレメントを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のスパークプラグ。
【請求項８】
絶縁コア（３０）が、中央の区分（３２）から、プラグコードのための接続部に向かって先細りしている、請求項１から７までのいずれか１項記載のスパークプラグ。
【請求項９】
接続通路が、中央の区分（３２）を包囲し、かつ内方に向かって湾曲する、ケーシング（２８）の縁部においてケーシング（２８）から出ている、請求項８記載のスパークプラグ。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載のスパークプラグのためのプラグコネクタ（１２）であって、ケーシングと、該ケーシング内のプラグコード（１４）のための貫通ガイドとを備えている形式のものにおいて、
スパークプラグ（１０）内に配置されたセンサエレメント（２０）のための接続導線（１６）を収容するための貫通ガイドが設けられていることを特徴とする、スパークプラグコネクタ（１２）。
【請求項１１】
プラグコード（１４）及び接続導線（１６）のために別個の貫通ガイドが設けられているか、又はプラグコード（１４）及び接続導線（１６）のための共通の貫通ガイドが設けられている、請求項１０記載のスパークプラグコネクタ（１２）。
【請求項１２】
前記貫通ガイドが、スパークプラグコネクタ（１２）の縦軸線（６０）に関連して偏心的に配置されている、請求項１０又は１１記載のスパークプラグコネクタ（１２）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、スパークプラグの縦軸線に沿って延びる絶縁コアを備えたスパークプラグに関する。絶縁コアは一方側で、中央の区分から絶縁ベースに向かって先細りしている。中央の区分と絶縁ベースとは、スパークプラグケーシングによって包囲されており、このスパークプラグケーシングは、絶縁ベースの領域内で、雄ねじ山を備えた軸方向に延びるねじ山付きスリーブとして構成されている。ねじ山付きスリーブには切欠が形成されていて、この切欠は、センサエレメントを受容するためのセンサ受容室を形成している。ケーシングスリーブ内に形成された接続通路は、センサ受容室から、ねじ山スリーブの縦軸線に対してほぼ平行に延びていて、さらにケーシングの外側まで延びている。
【０００２】
センサ受容室内に組み込まれた圧力センサを備えたスパークプラグは、特開平０９２６００２４号公報により公知である。この公知のスパークプラグにおいては、接続通路の他方の端部が、中央のケーシング部分の縁部領域内に位置している。接続電極はスパークプラグをねじ込むための、ケーシングに形成されたナットの側方に固定されている。公知のスパークプラグにおいては、接続通路はケーシングスリーブとケーシング中央部との間の移行部から斜め外方にガイドされている。
【０００３】
ケーシングスリーブ内で圧力センサを備えた別のスパークプラグは、米国特許第４９６９３５３号明細書並びに、ＰＣＴ出願によるＷＯ９７３１２５１号明細書により公知である。この公知のスパークプラグにおいては、接続通路は、ケーシングの中央部内に同様に斜め外方にガイドされている。
【０００４】
本発明の課題は、ケーシングスリーブ内に組み込まれたセンサを備えたスパークプラグを改良することである。また、特にプラグケーブルとセンサのための導入線とを接続するための、改良されたスパークプラグに適したスパークプラグコネクタを提供する必要がある。
【０００５】
発明の利点
この課題は、本発明によれば請求項１に記載された特徴によって解決された。本発明のその他の実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明は次の考え方から出発している。接続通路の端部をスパークプラグケーシングの外周面に配置すると、センサエレメントをセンサ回路に接続する接続ケーブルをガイドするための付加的な構造スペースが必要となる。プラグコードと比較して比較的細い接続ケーブルが、接続ケーブルの区分内で横方向外方にガイドされると、プラグコードと接続ケーブルとの間に大きい間隔が生じる。この間隔によって、接続ケーブルを、より長い区分内でプラグコードとは別個にガイドする必要が生じる。これによって、スパークプラグをエンジンブロック内に組み込む際に、スパナとスパークプラグに形成されたねじとの間で接続ケーブルを容易に緊締することができるようになる。スパークプラグをエンジンブロック内にねじ込んでから、プラグコードが接続電極に接続される場合でも、組込時に接続電極の損傷が発生する。センサの接続ケーブルがプラグコードとは別個にガイドされる区分は、スパークプラグを組み込んだ後で、また接続ケーブルを接続した後で、エンジンブロック内に保護されずに配置されることになる。
【０００７】
従って、本発明によるスパークプラグは、冒頭に述べた特徴に加えて、接続通路の区分が絶縁コアの中央区分内に延びるように構成されている。接続通路は、プラグコードのための接続部の直近に位置する、ケーシングの側において、かつ／又は絶縁コアから出ている。このような手段によって、接続通路及びひいては、接続通路内に受容された接続ケーブルは、スパークプラグの縦軸線（長手方向軸線）若しくはプラグコードの近くの、ケーシングの全領域内でガイドされる。接続通路の出口は、スパークプラグの縦軸線の非常に近く、例えば１０ｍｍより小さい、有利には５ｍｍよりも小さい間隔を保って位置している。このような手段によって、接続ケーブルの露出した区分は、公知のスパークプラグと比較してさらに短縮される。出口が中央に位置していることに基づいて、この出口はスパークプラグコネクタの直ぐ下に配置することも、又はスパークプラグ内に配置することさえもできる。いずれの場合も、接続ケーブルのそれ以上の露出した区分は存在しない。従って本発明によるスパークプラグは、全長に沿って、又は少なくともスパークプラグを組み込む際に機械的な影響にさらされる領域内で、接続ケーブルを保護しながらガイドすることができる。
【０００８】
本発明の別の実施態様によれば、接続通路は、絶縁コアの中央区分内でスパークプラグの縦軸線に対してほぼ平行に延びている。接続通路が、絶縁コアの中央の区分内でも縦軸線に対して平行にガイドされているか、若しくは例えば１゜又は２゜の小さい傾斜角度でガイドされるようになっていれば、接続通路の折れ曲がりは避けられる。接続通路は真っ直ぐに延びているので、接続ケーブルは接続通路内で折れ曲がることはなく、容易に組み込むことができる。
【０００９】
選択的な構成において、接続通路は絶縁コアの中央区分内でスパークプラグの縦軸線に対して有利には１０゜〜５゜の間の角度で傾斜して延びている。この角度によって、高価な特別な工具を用いることなしに例えば研削リーマ（Ｓｃｈｌｅｉｆａｈｌｅ）を用いて、接続通路を絶縁コアの領域内に組み付けることができる。しかしながら、角度１０゜を越えてはならない。何故ならば、そうでないと斜め外方にガイドされた接続通路が、スパークプラグから大きく離れた位置で終わることになるからである。これに対して、斜め内方にガイドされた接続通路は、絶縁コアによってもはや完全に絶縁されていない。
【００１０】
接続通路を傾斜して配置することによって、接続通路は縦方向で、ケーシングと中央の区分との間の移行部においてやや湾曲される。この湾曲は、有利には１０゜よりも小さいか、又は５゜よりも小さい。このようにやや湾曲されて延在することによって、保護ケース及び／又は接続通路は、さらに容易に接続通路内に組み込むことができる。
【００１１】
本発明の別の実施態様によれば、接続通路の端部が絶縁コアとケーシングとの間に位置している。特に、プラグコードのための接続部に向かって先細りしているスパークプラグにおいては、このような手段によって、接続通路は、絶縁コアの比較的短い区分内だけでガイドされるようになる。接続通路は、ケーシングに設けられた、絶縁コアがガイドされる開口と同じ開口を通ってガイドされる。場合によっては、絶縁コアを包囲する、ケーシングの開口に小さい切欠が形成される。
【００１２】
接続通路の他方の端部が、絶縁コアの近くに有利には５ｍｍよりも小さい間隔を保って位置していれば、接続ケーブルは、接続通路の端部からスパークプラグコネクタ内に直接ガイドされ、それによってその接続ケーブルはその全長が保護される。
【００１３】
本発明の実施態様によれば、センサエレメントは圧力を感知するように（感圧性）構成されているので、センサ信号は、センサエレメントに作用する圧力に基づいている。有利には、圧電的、圧電抵抗的又は電気力学的に作業するセンサエレメントが使用される。光学的なセンサも使用することができる。ねじ山付きスリーブがセンサエレメントなしのスパークプラグのために従来一般的な寸法を有している場合でも、スパークプラグのねじ山付きスリーブ内に組み込むことができるセンサエレメントを、今日では入手することができる。中心電極及び接地電極の配置、並びに熱価は、オリジナルスパークプラグの配置若しくは熱価に相当する。燃焼室内の燃焼特性及び圧力分布は、従来使用されていた規格品スパークプラグと圧力センサを備えたスパークプラグとの間のものに相当する。特にスパークプラグの「ブリージング；Ａｔｍｕｎｇ」特性は不変である。
【００１４】
本発明の別の実施態様によれば、絶縁コアは中央の区分からプラグコードのための接続に向かって先細りしている。これによって中央の区分は、最大直径を有していて、ケーシングを固定するために用いられる。
【００１５】
本発明はさらに、本発明によるスパークプラグ又はその変化実施例のために適している。スパークプラグコネクタは大抵の場合一体的に構成されたケーシングを有しており、このケーシング内にプラグコードのための貫通ガイド（ブッシング）が配置されている。本発明によるスパークプラグコネクタにおいては、プラグケーブルのための貫通ガイドの他に、スパークプラグ内に配置されたセンサエレメントのための接続導線を受容するための別のガイドを有している。接続通路の出口が、スパークプラグの縦軸線に対して、スパークプラグコネクタの曲率半径よりも小さい間隔を保って配置されているので、接続導線はセンサエレメントまでその全長が保護されてガイドされている。スパークプラグ内では、接続導線がケーシング内及び絶縁コア内を通ってガイドされている。スパークプラグの外側には、接続導線が絶縁コアとスパークプラグとの間でガイドされる。スパークプラグコネクタの領域内では、比較的細い接続ケーブルが、差込み接続部を介して例えば太いケーブルに接続される。太いケーブルは例えば堅固な保護ジャケット及び遮蔽部を有している。
【００１６】
スパークプラグコネクタの別の実施態様によれば、貫通ガイドがスパークプラグコネクタの縦軸線に対して偏心的に配置されている。このような手段によって、小さい直径を有するスパークプラグコネクタが形成され、それにも拘わらず、この場合、スパークプラグとセンサエレメントの接続導線との間の十分な間隔が保証されている。
【００１７】
図面
以下に本発明によるスパークプラグの実施例を添付の図面を用いて詳しく説明する。
【００１８】
図１は、スパークプラグの側面図及び部分的な断面図、
図２は、スパークプラグのねじ山付きスリーブの領域における接続通路の拡大図、
図３は、スパークプラグの絶縁コアの領域における接続通路の拡大図である。
【００１９】
実施例の説明
図１には、従来一般的な寸法を有するスパークプラグ１０が図示されている。スパークプラグ１０にはプラグコネクタ１２が被せ嵌められており、このプラグコネクタ１２は、プラグコード１４及び接続導線１６を接続するために用いられる。プラグコード１４は４０ｋＶまでの点火電圧を供給し、接続ピン１８にねじ被せられている。接続導線１６は、圧力センサ２０から発信される信号をガイドするために用いられる。この信号の信号値は、例えば高くとも１２Ｖである。プラグコネクタ１２の領域内に接続エレメント２４、例えば差込み接続エレメントが配置されており、この接続エレメント２４によって、接続ワイヤ２６と接続導線１６とが互いに電気的に接続されている。
【００２０】
金属性のスパークプラグケーシング２８は、絶縁コア３０の下部を包囲しており、この絶縁コア３０はセラミック材料より成っている。絶縁コア３０は、中央の区分３２からその両端部に向かって先細りしている。絶縁コア３０の上端部には接続ピン１８が配置されている。接続ピン１８と中央の区分２２との間で、絶縁コア３０の表面には有利な形式で沿面電流バリヤ３４が形成されている。
【００２１】
絶縁コア３０は下方に向かって絶縁ベース３６まで先細りしており、この絶縁ベース３６は中心電極３８を絶縁する。中心電極３８は接続ピン１８に導電接続されている。
【００２２】
ケーシング２８には、以上の連続において、ねじ込みナット４０と、中央のケーシング部分４２と、ケーシングスリーブ４４とが構成されており、これらの構成部材はそれぞれ絶縁コア３０を取り囲んでいる。ねじ込みナット４０の上側で、内方に湾曲する縁部４６は、絶縁コア３０の中央の区分３２を取り囲んでいる。ねじ込みナット４０は例えば６角形であって、一般的なプラグスパナによってねじ込まれる。ねじ込みナット４０と中央のケーシング部分４２との間に環状の溝４８が配置されている。中央のケーシング部分４２の下側にシールリング５０が配置されており、このシールリング５０は、エンジンブロック内で燃焼室をシールするために用いられる。ケーシングスリーブ４４は雄ねじ山５２を有しており、この雄ねじ山５２に、エンジンブロックの図示していない雌ねじ山が対応する。接続ねじ５２は、その端部で接地電極５４を有しており、この接地電極５４は、内方に向かって湾曲されていて、それによって中心電極３８と接地電極５４との間の火花ギャプを規定する幅を形成する。ケーシングスリーブ４４の自由端部には、圧力センサ２０を受容するための受容室５６が配置されている。受容室５６は円筒形である。この円筒形の縦軸線５８は、スパークプラグの縦軸線６０に対して平行に延びている。原則的に、この円筒形の縦軸線５８は、スパークプラグの縦軸線６０に対して傾斜していてもよい。
【００２３】
受容室５６から接続通路６２が、スパークプラグの縦軸線６０に対して平行に接続ピン１８に向かって延びている。絶縁コア３０の中央の区分３２内では、接続通路が同様に縦軸線６０に対してほぼ平行にガイドされている。接続通路６２は、差し込まれた保護ケース６４によって被覆されている。保護ケース６４は、スパークプラグケーシング２８の領域内で接続ワイヤ２６を被覆している。
【００２４】
接続通路６２は、スパークプラグケーシングの領域内、及び絶縁コア３０の中央の区分３２内に延びており、これについて図２及び図３を用いて以下に説明する。
【００２５】
スパークプラグ１０を製造する際に、まず絶縁コア３０の、中央の区分３２内に、接続通路６２のための貫通ガイドが設けられる。ケーシング２８内の接続通路６８のための貫通ガイドは、ケーシング２８と絶縁コア３０とを接続する前又は後に、例えば穿孔に形成される。ケーシング２８と絶縁コア３０とを接続する前に保護ケース６４が差し込まれる。次いでセンサエレメント２０と接続ワイヤ２６とが設けられて、気密に接着される。
【００２６】
図２には、ねじ山付きスリーブ４４の領域内での接続通路５８の拡大図が示されている。図２に示した符号は、図１を用いて説明された符号に相当する。
【００２７】
受容室５６と接続通路６２と保護ケース６４とは、接続通路６２の縦軸線５８に関連して示した領域内に整列されて位置している。接続通路６２の直径は、この実施例では、受容室５６の直径よりも小さい。保護ケース６４の領域内における接続通路６２の直径は、保護ケース６４によって包囲されていない、受容室５６に直接続く領域８０内におけるよりもやや大きい。段部８２は、保護ケース６４を接続通路６２内に差し込む際のストッパとして用いられる。
【００２８】
受容室５６は、閉鎖ダイヤフラム８４によって閉鎖される。図２にはさらに、縦軸線６０を中心にして環状に延びるシールエレメント８６が示されており、このシールエレメント８６は絶縁ベース３６とケーシングスリーブ４４との間に位置している。中心電極３８は、ガラス溶融物８８で満たされた領域内で終わっている。ガラス溶融物８８は、中心電極３８と、接続ピン１８に通じる電極９０との間で、ミリオーム範囲（キロオーム範囲も可能である）の電気抵抗を形成する。
【００２９】
図３には、絶縁コア３０の中央の区分３２の領域における接続通路６２の拡大図が示されている。図３に示した符号は、図１に関連して説明した符号に相当する。
【００３０】
接続通路６２は、まず中央のケーシング部分４２から、スパークプラグケーシング２８によって包囲されている内室９０内に侵入する。中央のケーシング部分４２への入口部若しくはここからの出口部では、接続通路６２が、約５゜の角度Ｗ１だけ曲がって延びている。中央のケーシング部分４２と絶縁コア３０との間では接続通路６２が保護ケース６４によって形成されている。接続通路６２が絶縁コア３０内を通ってガイドされていることによって、接続通路６２とケーシング２８との間に位置する、絶縁コア３０の領域９２が形成される。接続通路６２は、縁部４６の領域内で、例えば約９゜の角度Ｗ２だけ曲げられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
スパークプラグの側面図及び部分的な断面図である。
【図２】
スパークプラグのねじ山付きスリーブの領域における接続通路の拡大図である。
【図３】
スパークプラグの絶縁コアの領域における接続通路の拡大図である。
【国際公開パンフレット】
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2004505406.tif 000004
2004505406.tif 000005
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2004505406.tif 000009
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2004505406.tif 000019
2004505406.tif 000020
2004505406.tif 000021
2004505406.tif 000022
2004505406.tif 000023
2004505406.tif 000024
【国際調査報告】
2004505406.tif 000025
2004505406.tif 000026
2004505406.tif 000027
2004505406.tif 000028
2004505406.tif 000029
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