JP2002246148A - Plug with built-in pressure sensor - Google Patents

Plug with built-in pressure sensor

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JP2002246148A
JP2002246148A JP2001043304A JP2001043304A JP2002246148A JP 2002246148 A JP2002246148 A JP 2002246148A JP 2001043304 A JP2001043304 A JP 2001043304A JP 2001043304 A JP2001043304 A JP 2001043304A JP 2002246148 A JP2002246148 A JP 2002246148A
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JP
Japan
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pressure sensor
element members
plug
members
built
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Application number
JP2001043304A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Okazaki
浩二 岡崎
Masayoshi Matsui
正好 松井
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spark plug having an insulation plate as a component which is formed precisely at a low manufacturing cost. SOLUTION: The spark plug with a built-in pressure sensor 1 includes the insulation plate 25 for insulating a piezoelectric element and a main metal fitting divided into two element members 25a, 25a adjacent in a peripheral direction. A gap 25b for drawing out a lead wire 27 to a rear side is formed between end surfaces of one sides of the element members 25a, 25a. The element members 25a, 25a are formed into the same shape and are shared.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサ内蔵プ
ラグに関する。
The present invention relates to a plug with a built-in pressure sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、内燃機関の燃焼室の圧力(筒
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、主体金具に形成されるおねじ部とシリン
ダヘッドのめねじ部とのねじ嵌合によって装着される。
燃焼圧によってスパークプラグが押し上げられ、スパー
クプラグのシリンダヘッドへの締め付け荷重が変動する
ので、この荷重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
圧が測定される。
2. Description of the Related Art Conventionally, by measuring the pressure (in-cylinder pressure) of a combustion chamber of an internal combustion engine, for example, knocking detection,
It detects the peak position of the combustion pressure, detects misfire, and the like, and is useful for controlling the operation of the internal combustion engine. In some cases, a pressure sensor provided with a piezoelectric element such as an annular piezoelectric ceramic is used for measuring the in-cylinder pressure. Such a pressure sensor is disposed, for example, on a metal shell of a spark plug, which is an embodiment of a plug, and is mounted by screwing a male thread formed on the metal shell and a female thread of a cylinder head.
The spark plug is pushed up by the combustion pressure, and the tightening load on the cylinder head of the spark plug fluctuates. The electrical output generated by the piezoelectric element in response to the fluctuation of the load is taken out to the outside via a lead wire. Is measured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な圧力センサ内蔵プラグは、絶縁板、圧電素子及び電極
板等を主体金具周囲に設ける形でセンサケースに収容し
た圧力センサが主体金具の取付部に一体的に取り付けら
れ、この取付部の有する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広く採用
されている。このような圧力センサは、圧電素子と主体
金具とを絶縁するために絶縁板が上記のごとく主体金具
に沿う形でそれらの間に配置されることとなる。さら
に、絶縁板において、圧電素子からの電気的出力を外部
に取り出すために、例えば図7のようなスリット状のリ
ード線取出口が設けられる構成が提供されている。しか
しながら、図7のような形状の絶縁板であると、スリッ
トのない円環状の絶縁板と比べスリットを形成する分だ
け製造コストが高くなるとともに、スリット加工を施し
た状態で焼成すると当該スリットに起因して均一に収縮
せず、全体が楕円形状になる可能性がある。
The plug with a built-in pressure sensor as described above has a pressure sensor housed in a sensor case in which an insulating plate, a piezoelectric element, an electrode plate and the like are provided around the metal shell. 2. Description of the Related Art A method is widely used in which a pressure sensor is pressed and held between a sensor holding portion of the mounting portion and a seat surface of a plug hole. In such a pressure sensor, an insulating plate is disposed between the piezoelectric element and the metal shell so as to insulate the piezoelectric element from the metal shell as described above. Further, a configuration is provided in which, for example, a slit-shaped lead wire outlet as shown in FIG. 7 is provided in the insulating plate to take out an electrical output from the piezoelectric element to the outside. However, when the insulating plate is shaped as shown in FIG. 7, the manufacturing cost is increased by the amount corresponding to the formation of the slit as compared with the annular insulating plate having no slit. Due to this, it may not be uniformly shrunk and the whole may have an elliptical shape.

【0004】本発明の解決すべき課題は、構成要素たる
絶縁板が低廉な製造コストにてかつ精度高く形成された
スパークプラグを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a spark plug in which an insulating plate as a component is formed at a low manufacturing cost and with high accuracy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記のよ
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、内燃機関の燃焼室の圧力
に基づき電気的出力を発生する圧電素子と、軸線方向に
おいて圧電素子とセンサ保持部との間に、かつ軸線周り
に周方向に沿って配置される絶縁板とを含む圧力センサ
とを有する圧力センサ内蔵プラグであって、該絶縁板
は、周方向に隣接する複数の要素部材に分割されるとと
もに、それら隣接する要素部材のいずれか1組の間にお
いてリード線を後方側に取り出すための隙間が形成され
ることを特徴とする圧力センサ内蔵プラグを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an axially front end side with a mounting portion for an internal combustion engine, and the mounting portion has an axial direction. A spark plug body having a metal shell having a sensor holding portion projecting in a circumferential direction on a rear side; and a piezoelectric member provided in an annular shape around the metal shell to generate an electric output based on a pressure in a combustion chamber of the internal combustion engine. A pressure sensor-containing plug having an element and an insulating plate disposed between the piezoelectric element and the sensor holding portion in the axial direction and along the circumferential direction around the axis; Is divided into a plurality of circumferentially adjacent element members, and a gap is formed between any one pair of the adjacent element members for taking out a lead wire to a rear side. To provide a force sensor built-in plug.

【0006】例えば、図7のようにほぼ全周にわたって
絶縁板が連続する形態とすると、全体としての変形が著
しくなり、絶縁板全体が望むべき形状とならない可能性
があるが、上記構成によれば、複数の要素部材に分割さ
れる形で絶縁板が構成されるため、絶縁板の周方向にお
ける長さを短く構成でき、要素部材ごとの製造段階にお
ける収縮等に起因する変形を抑制することができる。ま
た、円弧状の部材であるため加工も容易であり、加工精
度、コスト等の面においても多大な利点がある。
For example, if the insulating plate is continuous over substantially the entire circumference as shown in FIG. 7, the overall deformation may be remarkable, and the entire insulating plate may not have a desired shape. For example, since the insulating plate is configured to be divided into a plurality of element members, the length of the insulating plate in the circumferential direction can be reduced, and deformation due to shrinkage or the like in a manufacturing stage of each element member can be suppressed. Can be. Further, since it is an arc-shaped member, processing is easy, and there are great advantages in terms of processing accuracy, cost, and the like.

【0007】また、複数の要素部材は、全て同一形状に
形成するようにしてもよい。このようにすれば、絶縁板
において複数の種類の部品を製造する必要が無いため共
用性が高く、部品管理も容易となる。また、複数の要素
部材の各々において、自身の厚さ方向と平行な対称面に
関して面対称となるような立体形状を有するものを用い
ることもできる。このように面対称に形成すれば、裏表
関係なく要素部材を配置できることとなるため、表裏を
明確にするための目印を要素部材に付与する必要がな
い。また、絶縁板を設ける際に、設置位置及び裏表の別
に関係なく要素部材を共用化できることとなる。なお、
本発明において要素部材の厚さ方向は、組立状態におい
て軸線方向と平行となっている。
[0007] Further, the plurality of element members may all be formed in the same shape. With this configuration, it is not necessary to manufacture a plurality of types of components on the insulating plate, so that simplicity is high and component management is easy. In addition, each of the plurality of element members may have a three-dimensional shape that is plane-symmetric with respect to a plane of symmetry parallel to its own thickness direction. If formed in plane symmetry in this manner, the element members can be arranged regardless of the front and back, so that it is not necessary to add a mark for clarifying the front and back to the element members. Further, when the insulating plate is provided, the element members can be shared regardless of the installation position and the front and back. In addition,
In the present invention, the thickness direction of the element member is parallel to the axial direction in the assembled state.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
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。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a half sectional front view of a spark plug with a built-in pressure sensor according to an embodiment of the present invention and a sectional view showing a part of the spark plug in an enlarged manner. Spark plug 1 with built-in pressure sensor (plug with built-in pressure sensor)
It has a spark plug main body 10 (plug main body) and a pressure sensor 20 integrally attached to a metal shell 11 of the spark plug main body 10. In the following description, the side toward the plug hole PH of the spark plug 1 with a built-in pressure sensor, that is, the side toward the combustion chamber CR is referred to as the “front side”.
(Or “front end side”), and the side facing the opposite direction is referred to as “rear side” (or “rear end side”).

【0009】図1において、圧力センサ内蔵スパークプ
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。
In FIG. 1, the front end of a spark plug 1 with a built-in pressure sensor is formed at the innermost part (forwardmost part) of a plug hole PH formed in a cylinder head of an internal combustion engine so as to communicate with a combustion chamber CR. It is inserted into the insertion hole 111, and is disposed in the plug hole PH such that the tip thereof enters the combustion chamber CR of the internal combustion engine. When a high voltage generated in the ignition coil unit is applied to the spark plug body 10 via the high voltage supply unit, a spark discharge is generated in the combustion chamber CR to burn the air-fuel mixture. The pressure (in-cylinder pressure) of the combustion chamber CR at this time is measured by the pressure sensor 20 to perform, for example, knocking detection, combustion pressure peak position detection, misfire detection, and the like, which is used for operation control of the internal combustion engine.

【0010】図1に示すスパークプラグ本体10におい
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。
In the spark plug main body 10 shown in FIG. 1, an insulator 12 made of a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride is fitted inside a metallic shell 11 formed in a cylindrical shape. A leg long portion 12b formed on the distal end side projects forward from the metal shell 11. On the other hand, a rear portion of the insulator 12 extends from a rear end of the metal shell 11 to form a corrugation portion 12a on the rear end side, and a terminal electrode 13 projects rearward from the rear end of the corrugation portion 12a. A center electrode 14 electrically connected to the terminal electrode 13 projects forward from the tip of the leg portion 12b. Further, the other end of the ground electrode 15 having one end joined to the tip of the metal shell 11 is bent back to the side, and its side faces the tip of the center electrode 14 to form a spark discharge gap g. .

【0011】主体金具11は前方側から、内燃機関のシ
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。
The metal shell 11 is formed at the bottom of the cylinder head of the internal combustion engine from the front side, and is formed in an insertion hole 111 communicating with the combustion chamber. A gasket 11b for sealing leakage of combustion gas, a mounting seat 11c for fixing the pressure sensor 20 to a seat surface, and a tool such as a plug wrench for screwing a male screw formed on the mounting portion 11a are involved. And a tool engaging portion 11c 'to be combined. Mounting seat 11
As shown in FIG. 2, c is formed with a sensor holding portion 11d projecting in the circumferential direction and connected to the plug hole mounting side (front side) of the sensor holding portion 11d. A penetrating support portion 11e is formed in two stages to penetrate and support the inside of the pressure sensor 20 with a small outer diameter.

【0012】また、図3は図1の半断面正面図における
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。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in a half sectional front view of FIG. 1. As shown in FIG. 3 or a detailed sectional view of a part A of FIG. 1, a side wall 21a and a bottom 21b are formed. Are annularly formed in the inner space of an annular sensor case 21 formed in a half-section L-shape in such a manner as to be sequentially stacked from below (front) on a bottom portion 21b, a piezoelectric element 23, and an electrode plate 24. And the insulating plate 25 are accommodated, and the pressure sensor 20 is constituted. As shown in FIG. 3, a lead wire 27 extends rearward from a terminal 24a formed on the outer peripheral edge of the annular electrode plate 24, and electrically connects the piezoelectric element 23 based on the pressure of the combustion chamber CR (FIG. 1). Output is taken out. The insulating tube 29 of the pressure sensor 20
Are positioned inside the piezoelectric element 23 so that
e.

【0013】そして、取付座部11cの貫通支持部11
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。
Then, the penetrating support portion 11 of the mounting seat portion 11c is provided.
e is inserted along the axial direction on the inner peripheral surface side of the pressure sensor 20, and the pressure sensor 20 is provided with a seat surface S of the plug hole PH and a sensor holding portion 11d opposed thereto.
, And is pressed and held in the axial direction. Further, the inner peripheral surface of the side wall portion 21a of the sensor case 21 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the sensor holding portion 11d of the mounting seat portion 11c by an interference fit, and the temporary fixing portion T ( 1st fixing | fixed part) is formed.

【0014】一方、センサケース21の底部21b内周
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。
On the other hand, the inner peripheral surface of the bottom 21b of the sensor case 21 is in contact with the outer surface of the lower end of the through support 11e,
A first welded portion W1 (second fixed portion) fixed to the bottom portion 21b in an axially immovable and hermetically sealed state by performing full-circle laser welding along the lower peripheral edge of 1b.
Are formed. Further, laser welding is performed along the entire periphery of the side wall portion 21a in such a manner as to overlap a part of the temporary fixing portion T at an intermediate portion in the axial direction of the side wall portion 21a. A second welded portion W2 (third fixed portion) which is immovable and fixed in a sealed state is formed.

【0015】センサケース21の内部空間は、樹脂、シ
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。
The internal space of the sensor case 21 is sealed by a filling layer 26 made of resin, silicone rubber, or the like. A terminal 24a formed on the outer peripheral edge of the annular electrode plate 24
A lead wire 27 extends rearward from the outlet to take out an electrical output based on the pressure of the combustion chamber CR to the outside. Since the pressure sensor 20 is integrally formed with the mounting seat portion 11c of the metal shell 11, sufficient water resistance and airtightness are maintained by the sensor case 21 and the filling layer 26.

【0016】また、主体金具11のセンサ保持部11d
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。
The sensor holder 11d of the metal shell 11
In order to dispose the lead wire 27, the circular lead wire insertion hole 1 penetrating in the axial direction
1j and 11k are respectively formed. Therefore,
The lead wire 27 drawn rearward from the terminal 24a of the annular electrode plate 24 is inserted into the lead wire insertion hole 11j of the sensor holding portion 11d, and further passes through the lead wire insertion hole 11k of the tool engagement portion 11c '. As shown in FIG. 1, the plug hole PH is drawn out from the rear end opening of the plug hole PH.

【0017】次に絶縁板について説明する。図4に示す
ように、絶縁板25はアルミナ等の材質により形成され
ており、周方向に隣接する複数の要素部材に分割される
とともに、それら隣接する要素部材のいずれか1組の間
においてリード線27(図1等参照)を後方側に取り出
すための隙間25bが形成される。なお、本実施例にお
いては2つの要素部材25a,25aに分割される形態
をなし、それら要素部材25a,25aの一方側の端面
間において隙間25bが形成されている。そして、他方
側の端面間(隙間25bが形成される側とは逆側)は互
いに当接している。このように2分割とすると部品点数
が多数になりすぎず、必要最小限の分割数にて望むべき
効果を達成できる。
Next, the insulating plate will be described. As shown in FIG. 4, the insulating plate 25 is formed of a material such as alumina, is divided into a plurality of circumferentially adjacent element members, and leads are provided between any one of the adjacent element members. A gap 25b for taking out the line 27 (see FIG. 1 and the like) to the rear side is formed. In this embodiment, the structure is divided into two element members 25a, 25a, and a gap 25b is formed between the end faces on one side of the element members 25a, 25a. The other end faces (opposite to the side where the gap 25b is formed) are in contact with each other. In this way, the number of parts does not become too large when the division is made into two, and the desired effect can be achieved with the minimum necessary number of divisions.

【0018】また、図4(a)及び(b)のように、複
数の要素部材を全て同一形状として部品管理の容易化
(即ち部品点数の削減等)を図ることができる。具体的
には、図のごとく2つの要素部材25a,25aの各々
を、外周と内周が同心的な円筒面をなす弓形形状に形成
し、それら要素部材の内外周の中心が中心軸線Oと一致
するように両部材を配置したときに、中心軸線Oを含む
平面(平面A)に関して、互いに左右対称に配置するこ
とが可能な形状となるよう両部材を形成することができ
る。このようにすると、部品の共用化を達成しつつ、主
体金具周囲に効果的に配置し得る構成となる。
Further, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), it is possible to facilitate the component management (that is, to reduce the number of components, etc.) by making the plurality of element members all have the same shape. Specifically, as shown in the figure, each of the two element members 25a, 25a is formed in an arcuate shape in which the outer periphery and the inner periphery form a concentric cylindrical surface. When the two members are arranged so as to coincide with each other, the two members can be formed so as to have a shape that can be arranged symmetrically with respect to a plane (plane A) including the central axis O. With this configuration, the components can be effectively arranged around the metal shell while sharing the components.

【0019】また、図4(b)、図5(a)、(b)の
ように、各々の要素部材が自身の厚さ方向と平行な対称
面(平面B)に関して面対称な立体形状を有する要素部
材を採用するとよい。なお、本実施例において厚さ方向
は中心軸線Oの方向と平行となっている。具体的には、
要素部材25aの厚さ方向と平行な平面であって内周の
中点P1と外周の中点P2を含む平面を対称面Bとし、
その対象面Bに関して面対称となっている。このように
すると、センサケース21(図1)内に要素部材25a
を配置する際に裏表関係なく配置できることとなり組立
の迅速化、容易化を達成できる。
As shown in FIGS. 4 (b), 5 (a) and 5 (b), each element member has a three-dimensional shape that is plane-symmetric with respect to a plane of symmetry (plane B) parallel to its own thickness direction. It is good to employ the element member which has. In the present embodiment, the thickness direction is parallel to the direction of the central axis O. In particular,
A plane parallel to the thickness direction of the element member 25a and including the center point P1 of the inner periphery and the middle point P2 of the outer periphery is defined as a symmetry plane B,
It is plane-symmetric with respect to the target plane B. By doing so, the element member 25a is placed in the sensor case 21 (FIG. 1).
Can be arranged regardless of front and back, so that quick and easy assembly can be achieved.

【0020】また、図4(b)のように、2つの要素部
材25a,25aを中心軸線Oを含む平面Aに関して互
いに左右対称に配置した場合に、当該2つの要素部材2
5a,25aの周方向両端において、それぞれ端面25
c,25c同士が互いに平行となるよう対向し合う配置
が可能となるよう形成することができる。なお、図4
(b)のごとく隙間25bを複数(図4(b)では2
つ)形成してもよく、図4(b)のような形状において
一方側の端面同士当接させるようにしてもよい。なお、
図4(b)において各々の要素部材は、対称面Bと直交
する方向において両端面25c,25cが形成される構
成をなす。
As shown in FIG. 4B, when the two element members 25a, 25a are arranged symmetrically with respect to a plane A including the central axis O, the two element members 2a
5a and 25a at both ends in the circumferential direction,
c and 25c can be formed so that they can be arranged so as to face each other so as to be parallel to each other. FIG.
As shown in FIG. 4 (b), a plurality of gaps 25b (two in FIG.
4) may be formed, or one end face may be brought into contact with the shape as shown in FIG. In addition,
In FIG. 4B, each element member has a configuration in which both end faces 25c, 25c are formed in a direction orthogonal to the symmetry plane B.

【0021】また、図4(a)及び図5のごとく、要素
部材25aの各々において、周方向端面25cの少なく
とも一方をそれぞれ軸線半径方向に形成するようにして
もよい。具体的には、互いに当接合う周方向端面25c
がともに軸半径方向に形成されるように要素部材25
a,25aを構成すれば、端面全面で支持し合い位置保
持を安定して行い得る構成となる。
Further, as shown in FIGS. 4A and 5, at least one of the circumferential end surfaces 25c may be formed in the axial direction in each of the element members 25a. More specifically, the circumferential end surfaces 25c that come into contact with each other
Are formed so that both are formed in the axial radial direction.
If a and 25a are formed, the end surfaces are supported on the entire surface to stably hold the position.

【0022】また、図5(a)及び(b)の例では、2
つの要素部材25a,25aの各々において、周方向両
端面25c,25cがそれぞれ軸線半径方向に形成され
るようになっている。このようにすると、いずれの対向
側においても端面全面にて良好に当接することとなるた
め、いずれの側を当接側とし、いずれを隙間形成側とす
るかを決定する必要がない。なお、図5(a)では、要
素部材25aの内外周の中心が中心軸線Oと一致するよ
うに両部材25a,25aを配置したときに、中心軸線
Oを含む平面Aに関して、互いに左右対称に配置するこ
とが可能な形状と、自身の厚さ方向と平行な対称面(平
面B)に関して面対称にな立体形状の両形状を満たす形
状をとなっている。このようにすると、要素部材の共用
化を極めて効果的に行うことができ、かつ組立容易な構
成となる。なお、図5(a)の形状においては、隙間2
5cを形成する側の端面のなす角度θがリード線27を
通過することが可能な程度に調整される。なお、図5
(b)のように、2つの要素部材25a,25aの互い
の形状が異なるように形成してもよい。
In the example shown in FIGS. 5A and 5B, 2
In each of the two element members 25a, 25a, both end surfaces 25c in the circumferential direction are formed in the axial radial direction, respectively. In this case, the entire end surface is in good contact with any of the opposing sides, so there is no need to determine which side is the abutment side and which is the gap formation side. In FIG. 5A, when the two members 25a, 25a are arranged such that the center of the inner and outer peripheries of the element member 25a coincides with the center axis O, the plane A including the center axis O is bilaterally symmetric. The shape satisfies both a shape that can be arranged and a three-dimensional shape that is plane-symmetric with respect to a symmetry plane (plane B) parallel to its own thickness direction. In this case, the sharing of the element members can be extremely effectively performed, and the configuration is easy to assemble. In addition, in the shape of FIG.
The angle θ formed by the end face on the side forming 5 c is adjusted to such an extent that it can pass through the lead wire 27. FIG.
As shown in (b), the two element members 25a, 25a may be formed so that their shapes are different from each other.

【0023】さらに、圧力センサ内蔵スパークプラグ1
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。
Further, a spark plug 1 with a built-in pressure sensor
Can be assembled as follows. As shown in FIG. 2, in the space inside the side wall portion 21a of the sensor case 21, the plate packing 22 and the piezoelectric element 2 each formed in an annular shape are provided.
3. The pressure sensor 20 is assembled by housing the electrode plate 24 and the insulating plate 25 in the form of being sequentially stacked from below (front) on the bottom 21b. On the inner peripheral surface side of the pressure sensor 20 assembled in this way, when the penetration support portion 11e of the mounting seat portion 11c covered with the insulating tube 29 is inserted along the axial direction, the pressure sensor 20 becomes the sensor holding portion 11d.
Is pressed and held in the axial direction with a predetermined pressing force on the sensor support end face 11f side (FIG. 2A). At this time, the electrode plate 2
The lead wire 27 connected to the terminal 24a of FIG.
As shown in (b), the lead wire insertion hole 1 of the sensor holding portion 11d
1j and the lead wire insertion hole 11k of the tool engagement portion 11c '. Further, the inner peripheral surface of the side wall portion 21a is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the sensor holding portion 11d by interference fit, and a temporary fixing portion T is formed on the side wall portion 21a.

【0024】さらに、図6のようにスパークプラグ本体
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6(a))。
Further, as shown in FIG. 6, when the top and bottom of the spark plug main body 10 and the pressure sensor 20 are inverted and the sensor case 21 is pressed by the pressing tool P from outside the bottom 21b, the sensor case 21 is moved to the bottom 21b. The pressure sensor 20 moves in the axial direction until the inner peripheral surface comes into contact with the outer surface of the lower end portion of the through support portion 11e, and the pressure sensor 20 is pressed and held on the sensor holding end surface 11f side of the sensor holding portion 11d by a predetermined pressing force in the axial direction. You. In this state, by irradiating the laser beam LB from the laser welding machine LW along the lower peripheral edge of the bottom portion 21b and performing the entire circumference laser welding, the bottom portion 21b cannot be moved in the axial direction and is sealed. A fixed first weld W1 is formed. Furthermore, the laser beam LB is irradiated from the laser welding machine LW along the entire periphery of the side wall 21a so as to be superimposed on a part of the temporary fixing portion T, and laser welding is performed. Welded part W2 fixed in a closed state so that it cannot move to
Is formed (FIG. 6A).

【0025】さらに、図6(b)のごとく再びスパーク
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。
Further, as shown in FIG. 6B, the top and bottom of the spark plug main body 10 and the pressure sensor 20 are again inverted,
The resin is injected into the inner space of the sensor case 21 by the resin injection machine RI, and the sensor case 21 is sealed by the filling layer 26. As described above, the spark plug 1 with a built-in pressure sensor
Is completed.

【0026】以上の説明は、圧力センサ内蔵スパークプ
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。
Although the above description has been given only of the embodiment of the spark plug with a built-in pressure sensor, the present invention is also applicable to a glow plug with a built-in pressure sensor. In the embodiment of the present invention, the spark plug with the built-in pressure sensor is fixed to the cylinder head by screwing a male screw formed at the end of the metal shell into the insertion hole of the plug hole and screwing it into the screw. However, the present invention is also applicable to a mode in which the mounting seat portion of the metal shell is pressed and fixed to the seat surface of the plug hole by other means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】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及び部分拡大断面図。
FIG. 1 is a half sectional front view and a partially enlarged sectional view of a spark plug with a built-in pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の圧力センサ内蔵スパークプラグの組立工
程を示す斜視図及び一部破断正面図。
FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a partially broken front view showing an assembly process of the spark plug with a built-in pressure sensor of FIG. 1;

【図3】図1の圧力センサの要部を拡大して示す拡大
図。
FIG. 3 is an enlarged view showing a main part of the pressure sensor of FIG. 1 in an enlarged manner.

【図4】絶縁板の例をいくつか示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing some examples of an insulating plate.

【図5】図4の変形例を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing a modification of FIG. 4;

【図6】図2に続く組立工程を示す一部破断正面図。FIG. 6 is a partially cutaway front view showing an assembling step following FIG. 2;

【図7】従来の絶縁板の例を示す平面図。FIG. 7 is a plan view showing an example of a conventional insulating plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧力センサ内蔵スパークプラグ(圧力センサ内
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 23 圧電素子 25 絶縁板 25a 要素部材 25b 隙間 O 軸線 B 対称面
Reference Signs List 1 spark plug with built-in pressure sensor (plug with built-in pressure sensor) 10 spark plug main body (plug main body) 11 metal shell 11a mounting portion 11d sensor holding portion 20 pressure sensor 23 piezoelectric element 25 insulating plate 25a element member 25b gap O axis B symmetry plane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F055 AA23 BB12 CC11 DD20 EE23 FF43 GG12 3G019 KA28 5G059 AA10 CC02 KK03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F055 AA23 BB12 CC11 DD20 EE23 FF43 GG12 3G019 KA28 5G059 AA10 CC02 KK03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、 該センサ保持部の前方側に環状に設けられ、前記内燃機
関の燃焼室の圧力に基づき電気的出力を発生する圧電素
子と、前記軸線方向において前記圧電素子と前記センサ
保持部との間に、かつ前記軸線周りに周方向に沿って配
置される絶縁板とを含む圧力センサとを有する圧力セン
サ内蔵プラグであって、 該絶縁板は、周方向に隣接する複数の要素部材に分割さ
れるとともに、それら隣接する要素部材のいずれか1組
の間において前記リード線を後方側に取り出すための隙
間が形成されることを特徴とする圧力センサ内蔵プラ
グ。
1. A spark plug body having a metal shell having a mounting portion to an internal combustion engine formed at a front end side in an axial direction, and a sensor holding portion projecting in a circumferential direction at a rear side in the axial direction of the mounting portion. A piezoelectric element that is annularly provided on the front side of the sensor holding unit and generates an electrical output based on a pressure of a combustion chamber of the internal combustion engine; and between the piezoelectric element and the sensor holding unit in the axial direction. And a pressure sensor including an insulating plate disposed in the circumferential direction around the axis, and the insulating plate is divided into a plurality of circumferentially adjacent element members. And a gap for taking out the lead wire to the rear side is formed between any one pair of the adjacent element members.
【請求項2】 前記複数の要素部材の各々は、自身の厚
さ方向と平行な対称面に関して面対称な立体形状を有す
る請求項1に記載の圧力センサ内蔵プラグ。
2. The pressure sensor built-in plug according to claim 1, wherein each of the plurality of element members has a three-dimensional shape that is plane-symmetric with respect to a plane of symmetry parallel to its own thickness direction.
【請求項3】 前記複数の要素部材の各々は、周方向端
面の少なくとも一方がそれぞれ軸線半径方向に形成され
る請求項1又は2に記載の圧力センサ内蔵プラグ。
3. The pressure sensor built-in plug according to claim 1, wherein each of the plurality of element members has at least one of its circumferential end faces formed in the axial radial direction.
【請求項4】 前記複数の要素部材の各々は、周方向両
端面がそれぞれ軸線半径方向に形成される請求項1ない
し3のいずれかに記載の圧力センサ内蔵プラグ。
4. The pressure sensor built-in plug according to claim 1, wherein each of the plurality of element members has a circumferential end face formed in an axial radial direction.
【請求項5】 前記絶縁板は、前記2つの要素部材から
なり、該2つの要素部材は、前記中心軸線を含む平面に
関して互いに左右対称に配置した場合に、当該2つの要
素部材の周方向両端において、それぞれ端面同士が互い
に平行となるよう対向し合う配置が可能となるよう形成
される請求項1ないし3のいずれかに記載の圧力センサ
内蔵プラグ。
5. The insulating plate comprises the two element members, and when the two element members are arranged symmetrically with respect to a plane including the central axis, both ends in the circumferential direction of the two element members. The plug with a built-in pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the plug is formed so as to be capable of facing each other such that end faces thereof are parallel to each other.
【請求項6】 前記絶縁板は、2つの要素部材からな
り、該2つの要素部材は、外周と内周が同心的な円筒面
をなす弓形形状に形成され、それら要素部材の内外周の
中心が前記中心軸線と一致するように両部材を配置した
場合に、前記中心軸線を含む平面に関して、互いに左右
対称に配置することが可能な形状をそれぞれ有する請求
項1ないし5のいずれかに記載の圧力センサ内蔵プラ
グ。
6. The insulating plate comprises two element members, the two element members being formed in an arcuate shape having a concentric cylindrical surface with an outer periphery and an inner periphery, and a center of the inner and outer peripheries of the element members. 6. The device according to claim 1, wherein when the two members are arranged so as to coincide with the center axis, the members have shapes that can be arranged symmetrically with respect to a plane including the center axis. 7. Plug with built-in pressure sensor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2891872A4 (en) * 2012-08-29 2016-04-06 Citizen Finedevice Co Ltd Combustion pressure sensor
JPWO2014034641A1 (en) * 2012-08-30 2016-08-08 シチズンファインデバイス株式会社 Pressure detection device
JP2018105714A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 シチズンファインデバイス株式会社 Pressure detector

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