(57)【要約】【課題】ハウジングとパイプ部材が固定され、さらにハウジングの弾性力を利用して微小変形する為に拘束力が大きくなる事や、圧電素子が剛体と剛体に直接挟まれ、与圧調整バネもないので、グロープラグの締め付けやハウジングおよび内部部品の熱膨張により与圧が変化し易くなる。その結果検出しようとする燃焼圧力に対する燃焼圧センサの出力が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が大きいという問題があった。【解決手段】  燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、圧電素子（５）は、ハウジング（１）の内部に保持されたシース管（２）の端部と電極棒（４）の燃焼室側端部とに挟まれた空間部に配置され、内燃機関の燃焼圧の発生に伴い、前記シース管から略直接的に前記圧電素子へ燃焼圧力が伝達されることを特徴とする。【選択図】図１
2007139397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が内燃機関の燃焼室側に位置するように前記内燃機関に取り付けられる筒状のハウジング（１）と、前記ハウジングの前記一端側から露出するように前記ハウジングの内部に保持されると共に、前記一端側が前記燃焼室内に露出したシース管（２）と、前記シース管内に設けられ、通電により発熱する発熱体（３）と、一部が前記ハウジングの他端から突出するように前記ハウジング内に収納されると共に、前記発熱体と電気的に導通された金属製の電極棒（４）と、前記内燃機関の燃焼圧の発生に伴い前記シース管に作用する力が伝達されることにより、前記燃焼圧を検出する圧電素子（５）よりなる燃焼圧センサ（６）とを備えた、燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、
前記圧電素子は、前記ハウジングの内部に保持された前記シース管の端部と前記電極棒の燃焼室側端部とに挟まれた空間部に配置され、前記内燃機関の燃焼圧の発生に伴い、前記シース管から略直接的に前記圧電素子へ伝達されることを特徴とする燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項２】
前記ハウジング（１）は、前記燃焼室側に配置されるフロントハウジング（７）と前記内燃機関に取り付けられるリアハウジング（８）との二体からなり、前記燃焼圧センサは、前記フロントハウジングと前記リアハウジングとに挟まれた空間部に配置されていることを特徴とする請求項1記載の燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項３】
前記圧電素子（５）は、前記ハウジング（１）の内部に保持された前記シース管（２）の段部内側と前記ハウジングの内径段部との間に収納された与圧バネ（９）により前記シース管を介して規定の圧力が印加されていること特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項４】
前記圧電素子（５）の材料は、ランガサイト系結晶からなること特徴とする請求項１乃至請求項３記載の燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項５】
前記ハウジング（１）の他端近傍の外周面に締付部（１０）が形成され、前記締付部は内周側に収納部（１１）を有し、前記収納部に前記燃焼圧センサ（６）からの電気信号を変換及び増幅するアンプ（１２）が収納されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の燃焼圧センサ付きグロープラグ。
【請求項６】
前記ハウジング（１）の内径面と前記シース管（２）の外径面との接触部の隙間はシール部材（１３）により柔軟且つ気密に保持されていること特徴とする請求項１乃至請求項５記載の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、ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動補助装置として使用すると共に、内燃機関の燃焼圧の変化を検知することができる燃焼圧検知機能付きグロープラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃焼圧センサ付きグロープラグとしては、例えば特開２００４−２７８９３４号公報に記載の燃焼圧検知機能付きグロープラグが提案されている。これは、プラグケースとこの内側に保持されたグロープラグ本体と燃焼圧検知機構とを備え、グロープラグ本体は、ハウジング、シース部材、ヒータ部材、及び中軸を備える。燃焼圧検知機構は、内燃機関の燃焼圧の変化によって、グロープラグ本体のハウジングや中軸に生じる軸線方向の変位を電気信号に変換する圧電素子を含み、圧電素子は、プラグケースの内方突出部と中軸の外方突出部との間に挟持され、プラグケースのケース基端部と中軸６との間に形成されている。
【０００３】
また、例えば実開平４−５７０５６号公報公報に記載の着火センサ付グロープラグにおいては、圧電素子をシース側に押圧する為の弾性部材が圧電素子と支持体（ブッシュ）との間に弾性部材（スプリング）が介装されている。
【０００４】
さらに、例えば特開２００２−３２７９１９号公報や特開２００４−１２４９１１号公報に記載の燃焼圧センサ付グロープラグにおいては、圧電素子が圧力伝達部と支持部との何れも剛体により挟持されたものが提案されている。
【特許文献１】実開平４−５７０５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２７９１９号公報
【特許文献３】特開２００４−１２４９１１号公報
【特許文献４】特開２００４−２７８９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、例えば上記の特許文献２から特許文献４に開示の従来技術おいては、ハウジングとパイプ部材が固定され、さらにハウジングの弾性力を利用して微小変形する為に拘束力が大きくなる事や、圧電素子が剛体と剛体に直接挟まれ、与圧調整バネもないので、グロープラグの締め付けやハウジングおよび内部部品の熱膨張により与圧が変化し易くなる。その結果検出しようとする燃焼圧力に対する燃焼圧センサの出力が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が大きいという問題があった。
【０００６】
また、上記の特許文献１に開示の従来技術においては、圧電素子の支持体にバネが含まれている為、燃焼圧力の伝達が遅延するという問題があった。
【０００７】
さらに、上記の特許文献２から特許文献４に開示の従来技術においては、圧電素子をグロープラグの取り付けネジ近傍に配置する為、圧力伝達体の長さが長くなり、特に圧力伝達媒体がシース管と電極棒との複数部品に及び質量が大きくなる為、振動や加速度感度が増加し、燃焼圧センサのＳ／Ｎ比が大きかったり、燃焼圧力の伝達遅延を生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一端側が内燃機関の燃焼室側に位置するように前記内燃機関に取り付けられる筒状のハウジングと、前記ハウジングの前記一端側から露出するように前記ハウジングの内部に保持されると共に、前記一端側が前記燃焼室内に露出したシース管と、前記シース管内に設けられ、通電により発熱する発熱体と、一部が前記ハウジングの他端から突出するように前記ハウジング内に収納されると共に、前記発熱体と電気的に導通された金属製の電極棒と、前記内燃機関の燃焼圧の発生に伴い前記シース管に作用する力が伝達されることにより、前記燃焼圧を検出する圧電素子よりなる燃焼圧センサとを備えた、燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、
前記圧電素子は、前記ハウジングの内部に保持された前記シース管の端部と前記電極棒の燃焼室側端部とに挟まれた空間部に配置され、前記内燃機関の燃焼圧の発生に伴い、前記シース管から略直接的に前記圧電素子へ伝達されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の前記ハウジングは、前記燃焼室側に配置されるフロントハウジングと前記内燃機関に取り付けられるリアハウジングとの二体からなり、前記燃焼圧センサは、前記フロントハウジングと前記リアハウジングとに挟まれた空間部に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の前記圧電素子は、前記ハウジングの内部に保持された前記シース管の段部内側と前記ハウジングの内径段部との間に収納された与圧バネにより前記シース管を介して規定の圧力が印加されていること特徴とする。
【００１１】
本発明の前記圧電素子の材料は、ランガサイト系結晶としたこと特徴とする。
【００１２】
本発明は、前記ハウジングの他端近傍の外周面に締付部が形成され、前記締付部は内周側に収納部を有し、前記収納部に前記燃焼圧センサからの電気信号を変換及び増幅するアンプが収納されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記ハウジングの内径面と前記シース管の外径面との接触部の隙間はシール部材により柔軟且つ気密に保持されていること特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグは、圧電素子をグロープラグの取り付けネジより前側に設置したので、圧力伝達体の長さを短く軽量化でき、また圧力伝達媒体がシース管のみであるから、振動、加速度による燃焼圧センサの出力変動を軽減して、燃焼圧力の伝達の遅れも軽減できる。
【００１５】
また、与圧バネが燃焼圧力の伝達経路に含まれない（圧力伝達方向に対して与圧バネと圧電素子が力学的に並列）構成なので、燃焼圧力の遅延が無く、グロープラグの締め付けやハウジングおよび内部部品の熱膨張等による与圧の変化が軽減されると共に、ハウジングの内径面とシース管の外径面との接触部の隙間がシール部材により柔軟且つ気密に保持されていることにより、燃焼圧力伝達軸方向の拘束力を小さくできるので、感度が向上し且つ振動や熱膨張による燃焼圧出力の変動を受け難くなり、燃焼圧力の伝達精度が安定して、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００１６】
また、圧電素子をグロープラグの取付部より前側に設置したので、ハウジングの他端近傍の外周面形成した締付部の内周側に収納部を形成し、その収納部に前記燃焼圧センサからの電気信号を変換及び増幅するアンプを収納したことにより、ユニットとしての小型化が可能となった。
【００１７】
さらに、従来の燃焼圧センサ付きグロープラグよりも圧電素子がより燃焼室側に近くなる事により、より高い耐熱性を要求されるが、キューリー点が１２００℃以上と高いランガサイト系結晶を用いる事により支障なく使用可能とする事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグの全体縦断面図である。一端側が内燃機関の燃焼室側に位置するように内燃機関に取り付けられる筒状のハウジング（１）と、ハウジングの一端側から露出するようにハウジングの内部に保持されると共に、一端側が前記燃焼室内に露出したシース管（２）と、シース管内に設けられ、通電により発熱する発熱体（３）と、一部がハウジングの他端から突出するようにハウジング内に収納されると共に、発熱体と電気的に導通された金属製の電極棒（４）と、内燃機関の燃焼圧の発生に伴いシース管に作用する力が伝達されることにより、燃焼圧を検出する圧電素子（５）よりなる燃焼圧センサ（６）とを備えた、燃焼圧センサ付きグロープラグであって、圧電素子は、ハウジングの内部に保持さたシース管の端部と電極棒の燃焼室側端部とに挟まれた空間部に配置され、前記内燃機関の燃焼圧の発生に伴い、シース管から略直接的に圧電素子へ伝達される。
【００１９】
また、この実施例では、ハウジング（１）は、燃焼室側に配置されるフロントハウジング（７）と内燃機関に取り付けられるリアハウジング（８）との二体からなっており、燃焼圧センサは、フロントハウジングとリアハウジングとに挟まれた空間部に配置されている。しかしながら、勿論ハウジングを一体としても良く、さらに燃焼圧センサの組込の容易さに応じて三体以上の複数体にしても良い。
【００２０】
圧電素子（５）は、ハウジング（１）の内部に保持されたシース管（２）の段部内側とハウジングの内径段部との間に収納された与圧バネ（９）によりシース管を介して規定の圧力が印加されており、材料は、ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト等のランガサイト系結晶を用いている。
【００２１】
さらに、ハウジング（１）の他端近傍の外周面に締付部（１０）が形成され、締付部は内周側に収納部（１１）を有し、収納部に燃焼圧センサ（６）からの電気信号を変換及び増幅するアンプ（１２）が収納されており、ハウジングの内径面と前記シース管（２）の外径面との接触部の隙間は、例えば１０μm〜１００μmの金属箔例えばインコネルや析出硬化型のＳＵＳなどを用いるシール部材（１３）により柔軟且つ気密に保持されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグの全体縦断面図である。
【図２】本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグの燃焼圧センサ部近傍の部分断面図である。
【図３】本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグの後端部近傍の部分断面図である。
【図４】本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグのシール部材近傍の部分断面図である。
【図５】本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグのシール部材近傍の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ハウジング
２    シース管
３    発熱体
４    電極棒
５    圧電素子
６    燃焼圧センサ
７    フロントハウジング
８    リアハウジング
９    与圧バネ
１０    締付部
１１    収納部
１２    アンプ
１３    シール部材
１４    絶縁スリーブ
１５    リング
１６    スリーブ
１７    バネ
１８    蓋
１９    ゴムワッシャー
２０    絶縁リング
２１    ナット
２２    電極膜
２３    金属箔
２４    テーパリング
【図１】
2007139397.tif 000003
【図２】
2007139397.tif 000004
【図４】
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【図５】
2007139397.tif 000006
【図３】
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