JP2002237367A - 圧力センサ内蔵プラグ - Google Patents
圧力センサ内蔵プラグInfo
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Abstract
おいて、センサケースとプラグ本体の組立が容易に、か
つ高精度に行うことができ、ひいては製造コスト削減が
可能となる構成をなす圧力センサ内蔵プラグを提供す
る。 【解決手段】 圧力センサ内臓プラグ1に設けられるセ
ンサケース21は、圧力センサ20の外周面を覆う側壁
部21aを有してなり、軸線方向の前方側及び後方側に
それぞれ開口部を有する筒状に形成される。そして、圧
力センサ20の外周面を覆う側壁部21aには、後方側
の開口端縁に近づくほど拡径する拡径部21cが形成さ
れており、その後方側開口部からスパークプラグ本体の
前端側が挿通される形でセンサケース21が該スパーク
プラグ本体に取り付けられることとなる。
Description
ラグに関する。
内圧)を測定することにより、例えばノッキング検出、
燃焼圧のピーク位置検出、失火検出等を行い、内燃機関
の運転制御に役立てられている。そして、筒内圧の測定
には環状の圧電セラミック等の圧電素子を備えた圧力セ
ンサが用いられることがある。このような圧力センサは
例えばプラグの一実施例であるスパークプラグの主体金
具に配置され、スパークプラグのシリンダヘッドへの締
め付け荷重の変動に応じて圧電素子が発する電気的出力
をリード線を介して外部へ取り出すことにより筒内圧を
測定する圧力センサ内蔵プラグが提供されている。
な圧力センサ内蔵プラグは、絶縁板、圧電素子及び電極
板等をセンサケースに収容した圧力センサが主体金具の
センサ保持部に支持され、このセンサ保持部とプラグホ
ールの座面との間で圧力センサを押圧保持する方式が採
用されている。この方式では一般的に、センサケースに
より主体金具のセンサ保持部に対して圧力センサをずれ
ないように位置保持するとともに、センサケース内の気
密性・水密性を保持するために、センサケースを所定の
押圧力で主体金具のセンサ保持部の外周面に押し付けて
固定することになる。
に装着するために、センサケースを筒状に形成し、これ
とほぼ同径の外径を有する主体金具のセンサ保持部によ
り圧力センサを保持しつつセンサケース内を密封する方
法が用いられる。しかしながら、センサケース内周面と
センサ保持部の外周面とを良好に密着させるためにこれ
らの径(具体的には挿入口となる開口端縁の内径とセン
サ保持部の外径)をほぼ同一若しくはセンサ保持部の径
のほうが大となるように形成すると、そのセンサケース
開口端縁において、センサ保持部が容易に挿入されず当
該圧力センサの組立を困難にする要因となる。さらに、
開口端縁において内部側に突出するバリが生じる場合に
はセンサ保持部の挿入が一層困難となるため、バリの除
去工程を設けることが必須であった。
備えた圧力センサ内蔵プラグにおいて、センサケースと
プラグ本体の組立が容易に、かつ高精度に行うことがで
き、ひいては製造コスト削減が可能となる構成をなす圧
力センサ内蔵プラグを提供することにある。
うな課題を解決するために本発明は、軸線方向前端側に
内燃機関への取付部が形成されるとともに、その取付部
の軸線方向後方側において周方向にセンサ保持部が突設
される主体金具を有するスパークプラグ本体と、該主体
金具の周りに環状に設けられたセンサ保持部に直接又は
他部材を介して軸線方向に当接する形にて支持される圧
力センサと、圧力センサの外周面を囲むとともにセンサ
保持部の外周面の少なくとも一部を覆う側壁部を有し、
かつ軸線方向の前方側及び後方側にそれぞれ開口部を有
する筒状に形成され、その後方側開口部からスパークプ
ラグ本体の前端側が挿通される形で該スパークプラグ本
体に取り付けられるセンサケースとを含み、該センサケ
ースの側壁部には、後方側の開口端縁に近づくほど拡径
する拡径部が形成されていることを特徴とする圧力セン
サ内蔵プラグ。を提供する。
ける開口端縁に近づくほど拡径する拡径部を設けるよう
にセンサケースを形成すれば、圧力センサ、センサ保持
部等の挿入時においてそれらがスムーズに進入すること
となる。例えば、センサケース製造段階において、仮に
当該センサケースの開口端縁近傍にバリが生じる可能性
があるとしても、挿入におけるバリの影響を極めて軽減
できる。具体的には、バリの発生により予想される径の
縮小分だけ予め開口端縁を拡径しておけば、圧力セン
サ、センサ保持部等をバリ突出分の更に内側を挿入させ
ることができるため挿入が阻害されない。また、組付け
時において圧力センサ、センサ保持部等の挿入に伴って
バリがセンサケース内部へ巻き込まれることもない。
側の開口端縁における内径が、センサ保持部の外径より
大となるよう形成する一方、当該センサケースの内周面
とセンサ保持部外周面をしまりばめ嵌合する形で固定す
る構成とすることができる。このようにすれば、圧力セ
ンサの挿入の容易性を達成しつつ、挿入後においてセン
サケースとスパークプラグ本体(具体的には圧力センサ
保持部)を強固に固定し密着性を十分満足し得る構造を
実現できる。
面に示す実施例を参照して説明する。図1は本発明の一
実施例である圧力センサ内蔵スパークプラグの半断面正
面図とその一部を拡大して示す断面図である。圧力セン
サ内蔵スパークプラグ1(圧力センサ内蔵プラグ)は、
スパークプラグ本体10(プラグ本体)と、スパークプ
ラグ本体10の主体金具11に一体的に取り付けられた
圧力センサ20とを有している。なお、以下の記載にお
いて、圧力センサ内蔵スパークプラグ1のプラグホール
PH取付側すなわち燃焼室CRに向かう側を「前方側」
(又は「前端側」)、これと反対方向に向かう側を「後
方側」(又は「後端側」)と称する。
ラグ1の前端部は、内燃機関のシリンダヘッドに形成さ
れたプラグホールPHの最奥部(最前方)において、燃
焼室CRに連通して形成された挿入孔111に挿入さ
れ、その先端が内燃機関の燃焼室CRに突入する形でプ
ラグホールPH内に配置される。高電圧供給部を介して
点火コイルユニットで発生した高電圧をスパークプラグ
本体10に印加すると、燃焼室CR内で火花放電を発生
して混合気を燃焼させる。このときの燃焼室CRの圧力
(筒内圧)を圧力センサ20で測定して、例えばノッキ
ング検出、燃焼圧のピーク位置検出、失火検出等を行
い、内燃機関の運転制御に役立てられている。
て、筒状に形成された主体金具11の内側に、アルミ
ナ、窒化アルミニウム等のセラミック燒結体により構成
された絶縁体12が嵌め込まれ、絶縁体12の先端側に
形成される脚長部12bが主体金具11から前方へ突出
している。一方、絶縁体12の後部は主体金具11の後
端から延出して後端側にコルゲーション部12aを形成
し、コルゲーション部12aの後端には端子電極13が
後方に向け突設されている。端子電極13と電気的に接
続された中心電極14が脚長部12bの先端から前方へ
突出している。さらに、主体金具11の先端に一端を接
合された接地電極15の他端側が側方に曲げ返され、そ
の側面が中心電極14の先端面と対向して、火花放電ギ
ャップgを形成している。
リンダヘッド底部に形成され、燃焼室に連通する挿入孔
111に形成されためねじと螺合するおねじが形成され
た円筒状の取付部11a、燃焼ガスの漏洩をシールする
ためのガスケット11b、座面に圧力センサ20を固定
する取付座部11c、及び取付部11aに形成されたお
ねじを螺進させるためにプラグレンチ等の工具が係合さ
れる工具係合部11c’とを有している。取付座部11
cは、図2にも示すように、周方向に突設されたセンサ
保持部11dが形成され、そのセンサ保持部11dのプ
ラグホール取付側(前方側)に続く形で、センサ保持部
11dよりも小なる外径にて圧力センサ20内を貫通し
つつ支持する貫通支持部11eが2段階で形成されてい
る。
要部を拡大して示しているが、図3、又は図1のA部詳
細断面に示すように、側壁部21aと底部21bとが半
断面L字状に形成された環状のセンサケース21の内側
空間において、底部21b上に下方(前方)から順次積
み重ねる形で各々環状に形成された板パッキン22、圧
電素子23、電極板24及び絶縁板25が収容され、圧
力センサ20が構成されている。なお、図3のように環
状の電極板24の外周縁に形成される端子24aから後
方側にリード線27が延出され、燃焼室CR(図1)の
圧力に基づく圧電素子23の電気的出力を外部へ取り出
している。また、圧力センサ20の絶縁チューブ29
は、圧電素子23の内側に位置する形で貫通支持部11
eの周囲に被せられている。
eが圧力センサ20の内周面側において軸線方向に沿う
ように挿通されるとともに、圧力センサ20はプラグホ
ールPHの座面Sとこれに対向するセンサ保持部11d
のセンサ支持端面11fとに挟まれて、軸線方向に押圧
保持されている。さらに、センサケース21における側
壁部21aの内周面が、取付座部11cにおけるセンサ
保持部11dの外周面に対してしまりばめにて嵌合固定
され、側壁部21aには仮固定部T(第一固定部)が形
成されている。
面が貫通支持部11eの下端部外面に当接され、底部2
1bの下端周縁に沿って全周レーザー溶接が施されるこ
とにより、底部21bには軸線方向への移動不能にかつ
密閉状態にて固定された第一溶接部W1(第二固定部)
が形成されている。さらに、側壁部21aの軸線方向中
間部において仮固定部Tの一部に重合する形で、側壁部
21aの全周に沿ってレーザー溶接が施されることによ
り、側壁部21aには軸線方向への移動不能にかつ密閉
状態にて固定された第二溶接部W2(第三固定部)が形
成されている。
リコンゴム等の充填層26により密封されている。そし
て、環状の電極板24の外周縁に形成される端子24a
から後方側にリード線27が延出され、燃焼室CRの圧
力に基づく電気的出力を外部へ取り出す。なお、圧力セ
ンサ20は主体金具11の取付座部11cと一体的に構
成されるので、センサケース21や充填層26により十
分に耐水性・気密性が保たれている。
と工具係合部11c’とには、リード線27を配設する
ために、軸線方向に貫通する円形状のリード線挿通孔1
1j,11kがそれぞれ形成されている。したがって、
環状の電極板24の端子24aから後方側に引き出され
たリード線27は、センサ保持部11dのリード線挿通
孔11jに挿通され、さらに工具係合部11c’のリー
ド線挿通孔11kを通過して後方へ延出され、図1のよ
うにプラグホールPHの後端開口部から外部へ引き出さ
れている。
のようにセンサケース21は圧力センサ20の外周面を
覆う側壁部21aを有するとともに軸線方向の前方側及
び後方側にそれぞれ開口部を有する筒状に形成される。
さらに、その後方側開口部からスパークプラグ本体20
の前端側が挿通される形で該スパークプラグ本体10
(図1)に取り付けられることとなる。さらに、圧力セ
ンサ20の前端面と当接してこれを覆う底部21bを有
し、その底部21bの外周縁から軸線方向後方に立ち上
がる形で、圧力センサ20の外周面を覆う側壁部21a
が筒状に形成されている。そして、側壁部21aには、
後方側の開口端縁に近づくほど拡径する拡径部21cが
形成されている。拡径部21cはその開口端縁に向かう
につれて拡径するテーパ状に形成されており、そのテー
パ部分は図4のように縦断面において内周面の断面外形
線が連続的に屈曲する形態をなしている。
cの開口端縁における内径D1が、センサ保持部11d
の外径D2より大となるよう形成される。一方、側壁部
21aとセンサ保持部11dはしまりばめ嵌合する形で
固定される。側壁部21は、拡径部21cの前端側に続
く形で軸線方向に円筒状に延び、縦断面内面外形線が軸
線Oと平行となるよう形成された直線部21dを有し、
その直線部21dにおいてセンサ保持部11dとしまり
ばめ嵌合するようになっている。また、拡径部21cの
最大径(拡径部21cの軸半径方向における最大幅)は
プラグホールPHの内径よりも小となるよう形成され
る。例えば、図3のように直線部21dの外周面を基準
面としたときに、拡径部21cがその基準面より軸半径
方向に突出する最大距離L1は1mm未満とするように
できる。なお、このような、センサケース21の製造に
ついては、例えば深しぼり加工を用い、開口端部におい
て上記形状の拡径部21cが形成されるように金型を調
整すればよい。
は以下のごとく組み立てることができる。図2のよう
に、センサケース21の側壁部21aの内側空間におい
て、各々環状に形成された板パッキン22、圧電素子2
3、電極板24及び絶縁板25を、底部21b上に下方
(前方)から順次積み重ねる形で収容して、圧力センサ
20を組み立てる。このようにして組み立てた圧力セン
サ20の内周面側において、絶縁チューブ29を被せた
取付座部11cの貫通支持部11eを軸線方向に沿うよ
うに挿通すると、圧力センサ20はセンサ保持部11d
のセンサ支持端面11f側に所定の押圧力にて軸線方向
に押圧保持される(図2(a))。このとき、電極板2
4の端子24aに接続されたリード線27は、図2
(b)のごとくセンサ保持部11dのリード線挿通孔1
1jと工具係合部11c’のリード線挿通孔11kとに
順次挿通される。また、側壁部21a内周面がセンサ保
持部11d外周面に対してしまりばめにて嵌合固定さ
れ、側壁部21aには仮固定部Tが形成される。
10と圧力センサ20との天地を反転させ、センサケー
ス21をその底部21bの外側から押圧具Pにて押圧す
ると、センサケース21はその底部21b内周面が貫通
支持部11eの下端部外面に当接するまで軸線方向に移
動し、圧力センサ20はセンサ保持部11dのセンサ支
持端面11f側に、所定の押圧力にて軸線方向に押圧保
持される。その状態にて、底部21bの下端周縁に沿っ
てレーザー溶接機LWからレーザービームLBを照射し
て全周レーザー溶接を施すことにより、底部21bには
軸線方向への移動不能にかつ密閉状態にて固定された第
一溶接部W1が形成される。さらに、仮固定部Tの一部
に重合する形で、側壁部21aの全周に沿ってレーザー
溶接機LWからレーザービームLBを照射してレーザー
溶接を施すことにより、側壁部21aには軸線方向への
移動不能にかつ密閉状態にて固定された第二溶接部W2
が形成される(図5(a))。
プラグ本体10と圧力センサ20との天地を反転させ、
樹脂注入機RIによりセンサケース21の内部空間に樹
脂を注入して、充填層26によりセンサケース21を密
封する。以上により、圧力センサ内蔵スパークプラグ1
の組み立てが完了する。
ラグの実施例についてのみ行ったが、本発明は圧力セン
サ内蔵グロープラグ等にも適用可能である。また、本発
明の実施例では、主体金具の先端部に形成されたおねじ
をプラグホールの挿入孔に形成されためねじに螺合させ
ることにより、圧力センサ内蔵スパークプラグをシリン
ダヘッドに固定しているが、その他の手段によって主体
金具の取付座部をプラグホールの座面に対して押圧固定
する態様であっても適用可能である。
クプラグの半断面正面図及び部分拡大断面図。
程を示す斜視図及び一部破断正面図。
図。
蔵プラグ) 10 スパークプラグ本体(プラグ本体) 11 主体金具 11a 取付部 11d センサ保持部 20 圧力センサ 21 センサケース 21a 側壁部 21c 拡径部
Claims (2)
- 【請求項1】 軸線方向前端側に内燃機関への取付部が
形成されるとともに、その取付部の軸線方向後方側にお
いて周方向にセンサ保持部が突設される主体金具を有す
るスパークプラグ本体と、 該主体金具の周りに環状に設けられた前記センサ保持部
に直接又は他部材を介して前記軸線方向に当接する形に
て支持される圧力センサと、 前記圧力センサの外周面を囲むとともに前記センサ保持
部の外周面の少なくとも一部を覆う側壁部を有し、かつ
前記軸線方向の前方側及び後方側にそれぞれ開口部を有
する筒状に形成され、その後方側開口部から前記スパー
クプラグ本体の前端側が挿通される形で該スパークプラ
グ本体に取り付けられるセンサケースとを含み、 該センサケースの側壁部には、後方側の開口端縁に近づ
くほど拡径する拡径部が形成されていることを特徴とす
る圧力センサ内蔵プラグ。 - 【請求項2】 前記センサケースは、前記後方側の開口
端縁における内径が、前記センサ保持部の外径より大と
なるよう形成される一方、前記センサケース内周面と前
記センサ保持部外周面がしまりばめ嵌合する形で固定さ
れる請求項1に記載の圧力センサ内蔵プラグ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001032287A JP4636703B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 圧力センサ内蔵プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001032287A JP4636703B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 圧力センサ内蔵プラグ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002237367A true JP2002237367A (ja) | 2002-08-23 |
JP4636703B2 JP4636703B2 (ja) | 2011-02-23 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4636703B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010272275A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧力センサ付きスパークプラグの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6333592U (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-04 | ||
JPH07269750A (ja) * | 1994-03-28 | 1995-10-20 | Nippondenso Co Ltd | 配管接続装置 |
-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032287A patent/JP4636703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6333592U (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-04 | ||
JPH07269750A (ja) * | 1994-03-28 | 1995-10-20 | Nippondenso Co Ltd | 配管接続装置 |
Cited By (1)
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JP2010272275A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧力センサ付きスパークプラグの製造方法 |
Also Published As
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---|---|
JP4636703B2 (ja) | 2011-02-23 |
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