JP2010190445A - 燃焼圧センサ付きグロープラグ - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼圧センサをリング状にすることなく、電力供給シャフトとヒータとを電気的に接続した状態で、これらの間に圧電センサを配置可能なグロープラグを提供する。
【解決手段】燃焼圧センサ付きグロープラグは、先端をシリンダ内に向けてシリンダヘッドに固定されるハウジング１を備える。グロープラグは、ハウジング１内に収納されるヒータ２と、ヒータ２に電力を供給する電力供給シャフト３と、燃焼圧センサ４とを備える。電力供給シャフト３の先端部には、先端側が開放された筒状で、かつ、導電性の接続部３２が設けられている。電力供給シャフト３の接続部３２内に燃焼圧センサ４が収納された状態で接続部３２内にヒータ２の基端部側が挿入されている。これにより燃焼圧センサ４は、電力供給シャフト３とヒータ２との間に挟まれている。ヒータ２と接続部３２とが電力供給シャフト３からヒータ２に電力を供給可能に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関で始動補助として使用され、かつ、燃焼圧を検出する機能を備えた燃焼圧センサ付きグロープラグに関する。

一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関で使用される始動補助装置としてグロープラグが知られている。当該グロープラグは、例えば、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドに設けられ、シリンダ内の燃焼室もしくは副燃焼室内に延出するヒータを備え、当該ヒータで始動開始前や始動時に燃焼室や副燃焼室を加熱することにより、ディーゼルエンジンの始動を補助するものである。

そして、一般的なグロープラグは、筒状の外周面にシリンダヘッドに形成されたネジ孔に締結される雄ネジを備え、先端側がシリンダヘッド内に挿入されて固定されるハウジングと、当該ハウジング内に配置されるとともにハウジングの先端側から前記燃焼室等に延出するヒータと、ハウジング内で、ハウジングの基端側からヒータに接続されるように配置され、ヒータに電力を供給する電力供給シャフトとを備える。
また、ヒータには、シース管内にコイル状の発熱体を配置したシースヒータ型と、棒状のセラミックスヒータを用いたセラミックスヒータ型とがある。
そして、このグロープラグに燃焼室内の燃焼圧を検知する燃焼圧センサを備えた燃焼圧センサ付きグロープラグが知られている。

例えば、燃焼圧センサ付きグロープラグとしては、前記ハウジングと、ハウジング内に基端から先端側に向かって挿入された状態に配置され、ヒータを固定するとともに、ヒータに電力を供給する配線が埋設された固定部材と、固定部材の先端側に配置され、ハウジングの先端側から燃焼室となるシリンダ内に延出する前記ヒータとを備え、前記固定部材とヒータとの間に燃焼圧センサを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ハウジング内において、内部にコイル状の発熱体を有して前記ヒータとして機能するシース管と、前記ハウジングの基端側から先端に向かって配置されてヒータに電力を供給する電極棒との間となる部分にリング状の燃焼圧センサを備えたものが提案されている。（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−７２８１１号公報 特開２００７−１３９３９７号公報

ところで、前記特許文献１に記載された燃焼圧センサ付きグロープラグにおいては、ヒータと、当該ヒータへの配線が内蔵された固定部材との間に燃焼圧センサが配置されることにより、固定部材からヒータへ直接的に配線を接続することができず、固定部材から引き出された状態の配線を燃焼圧センサを迂回させるように配置する必要がある。
すなわち、配線を固定部材から長く引き出さないとヒータに接続できないとともに、この際に配線をハウジングの中央部を通るように配置することができず、燃焼圧センサを迂回する必要がある。

また、ヒータへの通電用の配線は、ヒータの加熱するのに大きな電流が流れるため、大きな径の（太い）ものを用いる必要があるが、ケーシング内の限られたスペース内で燃焼圧センサを迂回した状態に太い配線を実装するのが困難である。この場合に太い配線を、燃焼圧センサを迂回させて通すために、ケーシングを太くすると、グロープラグの径が大きくなってしまい、グロープラグの小型化が困難になる。
また、配線を固定部材から長く引き出すとともに、燃焼圧センサを迂回して配置するためには、配線本体となる導線を絶縁性の被覆材で被覆する必要があるが、グロープラグ内は内燃機関の作動中に高温となるので、被覆材の溶融が懸念され、グロープラグの信頼性を維持するために、被覆材に耐熱性を有するものを用いることでコストが高くなる虞がある。

また、特許文献２に記載されたグロープラグでは、燃焼圧センサがリング状なので、燃焼圧センサの中央を通して、電極棒とヒータとを接続することが可能となる。しかしながら、特許文献２では、燃焼圧センサの圧電素子として、圧電セラミックではなく、圧電単結晶が用いられており、リング状に形成するには切削加工を必要とし、圧電素子の加工が煩雑なものとなるとともに、切削により孔あけ加工をすることで、孔部分の原材料が無駄になる。これらの点から加工コストや原材料コストにより、燃焼圧センサのコストが高くなってしまう。

なお、圧電セラミックを用いた場合に、形状がリング状であっても、リング状に焼結加工することにより、切削加工を必要としない。したがって、リング状にすることにより、原材料が無駄になるようなこともなく、燃焼圧センサをリング状としてもコストが高くなる可能性は低い。しかし、コストを優先した場合に、リング状の燃焼圧センサを用いる構成とすると、圧電素子に圧電セラミックスを用いる可能性が高くなる。したがって、燃焼圧センサをリング状とすることによりグロープラグにおける燃焼圧センサの材料の選択の自由度が少なくなってしまう。
また、燃焼圧センサをリング状とし、その内部に電極棒を通すような構造とすると、グロープラグの径を小さくすることが困難となり、グロープラグの小型化を図ることが難しくなる。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、燃焼圧センサをリング状にすることなく、電力供給シャフトとヒータとを電気的に接続した状態で、燃焼圧センサをヒータの電力供給シャフト側端部に配置可能で、かつ、ヒータへの電力供給用配線を圧電センサを迂回した状態に配置する必要がなく、小型化を図ることが可能な燃焼圧センサ付きグロープラグを提供することを目的とする。

請求項１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグは、内燃機関の燃焼室に先端側が挿入された状態で当該内燃機関に固定される筒状のハウジングと、当該ハウジング内に収納されるとともに当該ハウジングの先端側から前記燃焼室内に延出するヒータと、前記ハウジング内に収納されるとともに当該ハウジングの基端部側から前記ヒータに電力を供給する電力供給シャフトと、前記ヒータを介して前記燃焼室内の燃焼圧を検出す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であって、
前記電力供給シャフトの先端部には、先端側が開放された筒状で、かつ、導電性の接続部が設けられ、
前記電力供給シャフトの前記接続部内に前記燃焼圧センサが収納された状態で当該接続部内に前記ヒータの基端部側が挿入され、
前記ヒータと前記接続部とが前記電力供給シャフトから当該ヒータに電力を供給可能に接続されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、電力供給シャフトの筒状の接続部内にヒータの基端部が配置されるとともに、接続部内で電力供給シャフトとヒータとに挟まれた状態に燃焼圧センサが配置され、かつ、接続部とヒータとが電力供給シャフトからヒータに電力を供給可能に接続されているので、燃焼圧センサを環状とする必要がなく、開口の無い形状の圧電素子を用いることができる。したがって、燃焼圧センサの圧電素子として、コストを考慮しても、圧電セラミックスだけではなく、圧電単結晶の使用も可能となり、例えば、圧電セラミックスより高温耐性に優れた圧電結晶を圧電素子として用いることができる。

また、筒状の接続部で電力を供給するので、ヒータに電力を供給する導体として環状の断面を有するものを用いることになり、径がそれほど大きくなくても、接続部の厚み等によって比較的大きな断面積を確保することが可能となり、大きな電流を問題なくヒータに供給することが可能となる。
したがって、大きな電流を流すために、接続部の径を大きくする必要がなく、また、圧電素子として環状ではなく、開口の無い平板状のものを用いることで、燃焼圧センサの閉める面積も小さくすることが可能となり、ハウジングの径を小さくするなどの小型化が容易となる。

請求項２に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグは、請求項１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、前記燃焼圧センサには、開口の無い平板状の圧電単結晶板が用いられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、燃焼圧センサに圧電単結晶板を用いるものとしても、上述のように、リング状とすることなく、開口の無い平板状のものを用いることができるので、例えば、単結晶ウェーハを縦横にマトリックス状に切断して矩形に切り出して使用することが可能となる。これにより、材料から取り出せる圧電素子の数が多くなるとともに、リング状とするための孔あけ加工を必要とせず、リング状の場合よりも製造コストを低減することができ、より低コストに圧電単結晶を用いた燃焼圧センサを製造することができる。

本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグによれば、燃焼圧センサとして、低コストに圧電単結晶を用いることが可能となり、燃焼圧センサの選択の自由度が広くなる。また、燃焼圧センサ付きグロープラグの小型化が容易となる。

本発明の実施の形態の燃焼圧センサ付きグロープラグを示す斜視図である。 前記グロープラグのハウジングを除いた部分を示す分解斜視図である。 前記グロープラグを示す断面図である。 前記グロープラグを示す要部断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１はこの実施の形態の燃焼圧センサ付きグロープラグ（以下、グロープラグと略す）を示す断面斜視図であり、図２はグロープラグのハウジングを除いた当該ハウジング内部の部材を示す分解斜視図であり、図３はグロープラグの断面図であり、図４はグロープラグの燃焼圧センサ部分の要部断面図である。

図１〜図４に示すように、グロープラグは、内燃機関の燃焼室に先端側が挿入された状態で当該内燃機関に固定される筒状のハウジング１と、当該ハウジング１内に収納されるとともに当該ハウジング１の先端側から前記燃焼室内に延出するヒータ２と、前記ハウジング１内に収納されるとともに当該ハウジング１の基端部側から前記ヒータ２に電力を供給する電力供給シャフト３と、前記ヒータ２を介して前記燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ４とを備えている。

前記ハウジング１は、その先端と基端との略中央部分に、例えばシリンダヘッドに設けられたネジ孔の雌ネジに螺合する雄ネジ部１５（雄ネジの図示を省略）が形成されており、この雄ネジ部１５をネジ孔に螺合することで、先端をシリンダ内側に向けてシリンダヘッドにグロープラグを締結可能となっている。また、ハウジング１の基端部には、六角柱状の締結操作部１２が設けられ、スパナ等によるグロープラグの締結操作を可能としている。

また、ハウジング１は、上端が六角状の前記締結操作部１２とされ、締結操作部１２と雄ネジ部１５との間が、円筒部１１およびその上側でシリンダヘッド上に露出する円筒状の露出部１４とされている。円筒部１１は露出部１４より僅かに径が小さくされ、雄ネジ部１５は円筒部１１より僅かに径が小さくされている。そして、雄ネジ部１５より先端側は、当該雄ネジ部１５より径が小さな円筒状の先端部１９とされ、雄ネジ部１５と先端部１９との間には、段差部１６が形成されている。
また、前記露出部１４に前記燃焼圧センサ４からの燃焼圧を示す信号を取り出すための端子部１３が形成されている。
なお、ハウジング１の前記端子部１３が接続される部分には、配線用の開口が形成され、当該開口部分に端子部１３が固定されている。

また、ハウジング１内は、その上端から雄ネジ部１５までの内径がほぼ同じ内径とされ、ヒータ２および電力供給シャフト３を挿通可能にこれらの外径より大きくされている。
また、ハウジング１の雄ねじ部１５の内周側には、内周段差部１８が形成され、当該内周段差部１８より先側の内径が小さくなった部分は、ヒータ２の後述の拡径部２５の外径より小さく、ヒータ２がハウジング１の先側へ抜けない構造となっている。なお、内周段差部１８は、先端側に向かうにつれて径が小さくなる円錐台状のテーパ面となっている。
また、ハウジング１の基端部には、内周に雌ネジが形成された雌ネジ部１７が設けられており、ここにハウジング１内に電力供給シャフト３を固定するための筒状固定部材７が螺合するようになっている。

前記電力供給シャフト３は、ハウジング１内部の基端側となる部分に収納されるとともに、当該電力供給シャフト３の基端部がハウジング１の基端側開口から突出することにより、露出した状態となっている。この電力供給シャフト３のハウジングから露出する基端部がヒータ電源端子３１となっている。なお、ヒータ電源端子３１は、電力供給シャフト３本体より径が小さくされている。このヒータ電源端子３１にはヒータ用の配線（電力線）が接続される。
そして、電力供給シャフト３の先端部は、ハウジング１内に配置されている。そして、電力供給シャフト３は、当該電力供給シャフト３の先端部にヒータ２の基端部を接続するための筒状の接続部３２が一体に設けられている。なお、接続部３２は、例えば、電力供給シャフト３の基端面から軸方向に沿って孔あけ加工することにより形成しても良いし、接続部３２となる筒状の部材を圧入、溶接、カシメ等で接続部３２が無い状態の電力供給シャフト３に一体的に接続するものとしてもよい。

そして、電力供給シャフト３の先端部となる接続部３２においては、その内部が例えば円柱状の空間となっている。
この接続部３２内には、ヒータ２の基端部が挿入されて、電力供給シャフト３とヒータ２とを物理的に接続するとともに電力供給シャフト３とヒータ２とを電気的に接続するようになっている。
また、電力供給シャフト３およびその先端部となる接続部３２は、導体から形成されて通電可能となっており、電力供給シャフト３の基端部のヒータ電源端子３１に接続される電力線からヒータ２に電流を流すようになっている。
また、接続部３２は、後述の燃焼圧センサ４の接続端子４５，４６を貫通させるための開口３３が形成されている。

電力供給シャフト３は、筒状絶縁部材８と筒状固定部材７とによって、ハウジング１から抜けないように固定される。筒状絶縁部材８は、ヒータ電源端子３１とそれより径の大きな電力供給シャフト３本体との段差部分の外周を覆うように配置され、筒状絶縁部材８内に電力供給シャフト３が挿入された状態となっている。また、筒状絶縁部材８内も、先端側の径が大きく基端側の径が小さい段差部分があり、筒状絶縁部材８内周の段差部分と、電力供給シャフト３の外周の段差部分とが当接するようになっている。なお、筒状絶縁部材８の内周面と、電力供給シャフト３の外周面も略当接した状態となっている。

そして、筒状絶縁部材８の基端側の径が小さい部分の外周に筒状固定部材７が配置される。すなわち、筒状固定部材７内に筒状絶縁部材８が挿入された状態とされる。なお、筒状固定部材７の内径は、筒状絶縁部材８の径が細い基端側の外径より僅かに大きいが、筒状絶縁部材８の径の大きな先端側の外径より小さいものとなっている。
そして、筒状固定部材７は、筒状固定部材７を治具で回転操作するために、基端側にスリット状の切れ込みが軸方向に沿うとともに、周方向に間隔をあけて複数（４つ）形成されている。そして、筒状固定部材７は、その外周面に雄ネジが形成され、上述のように、ハウジング１の基端部内周の雌ネジ部１７に螺合される。

この状態で、筒状固定部材７の内径より筒状絶縁部材８の先端側の外径が大きいので、筒状絶縁部材８がハウジング１の基端側に移動するのが筒状固定部材７によって規制される。また、筒状絶縁部材８の内周の段差部分と、電力供給シャフト３の外周の段差部分が当接しているので、電力供給シャフト３がハウジング１の基端側に移動するのが規制される。
また、ヒータ２は、ハウジング１に対して先端側への移動が規制されており、電力供給シャフト３とその接続部３２に固定されるヒータ２とが雄ネジである筒状固定部材７によりハウジング１内に締結された状態となる。
また、電力供給シャフト３は、絶縁性の筒状絶縁部材８と筒状固定部材７とに保持されているが、ハウジング１に直接接していないので、ハウジング１に対しては絶縁された状態となっている。

前記燃焼圧センサ４は、例えば、センサ素子（圧電素子）４１を備えたもので、センサ素子４１に作用する力により電圧を生じる。そして、センサ素子４１は、板状に形成されるとともに、一方の側面がグロープラグの基端側を向き、他方の側面がグロープラグの先端側を向いている。
そして、センサ素子４１は、基端側電極４２と先端側電極４３とに挟まれた状態で、基端側を向く側面に基端側電極４２が接続され、先端側を向く側面に先端側電極４３が接続されている。

また、これらセンサ素子４１、基端側電極４２、先端側電極４３は、絶縁材４４内に封入された状態となっている。
後述のように燃焼圧センサ４は、円筒状の接続部３２内の円柱状の内部空間に挿入されて収納された状態となるので、センサ素子４１等が封入された絶縁材４４の形状は、燃焼圧センサ４が収納される接続部３２の内部空間の形状に対応する円柱状となっている。

また、燃焼圧センサ４は、有蓋円筒状のキャップ４７内に収納された状態で接続部３２内に収納されている。
また、接続部３２内において、燃焼圧センサ４は、基端側すなわち電力供給シャフト３の本体側に偏って配置されており、接続部３２の開口する先端側には、接続部３２内に燃焼圧センサ４を挿入した状態で、空間があいた状態となっている。

また、基端側電極４２は、グロープラグの軸方向と直交する径方向に沿った棒状の接続端子４５の基端部が接続され、当該接続端子４５の先端部は絶縁材４４の外側に延出して露出した状態となっている。
同様に先端側電極４３は、グロープラグの軸方向と直交する径方向に沿った棒状の接続端子４６の基端部が接続され、当該接続端子４６の先端部は絶縁材４４の外側に延出して露出した状態となっている。

これら接続端子４５および接続端子４６は、同方向を向くように互いに平行に配置されている。
そして、接続端子４５，４６は、筒状の接続部３２を貫通して、ハウジング１の外周側に形成された端子部１３内の配線に後述のように接続されている。

前記センサ素子４１としては、圧電単結晶が用いられており、単結晶をスライスしたウェハーを縦横のマトリックス状の切断線で切断することにより切り出された矩形状の圧電単結晶板から前記センサ素子４１が構成され、センサ素子４１は開口（孔）の無い矩形平板状に形成されている。
また、圧電単結晶の材料として、圧電素子として機能する周知の材料を用いることができ、例えば、耐熱性が高い酸化亜鉛（ＺｎＯ）単結晶や、ランガサイト系単結晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、リン酸カリウムなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。

前記ヒータ２は、例えばセラミックヒータからなるセラミックスヒータ型のものであるが、シースヒータ型のものとしてもよい。そして、ヒータ２は、抵抗の小さな導体であるヒータ側シャフト２１と、抵抗が大きく電流が流れると発熱するヒータ本体２２からなる。
また、ヒータ２の基端側がヒータ側シャフト２１とされ、先端側がヒータ本体２２とされ、ヒータ本体２２は、ハウジング１内からその先端を抜けてハウジング１の外側に延出して先端側がハウジング１から露出した状態となっている。

また、導体からなるヒータ側シャフト２１と、例えばセラミックスヒータからなるヒータ本体２２とは一体に概略円柱状に形成されている。
そして、ヒータ２の基端部（ヒータ側シャフト２１の基端部）が前記接続部３２の先端側開口から当該接続部３２内に挿入されて接続されている。
ここで、接続部３２には、燃焼圧センサ４が収納された状態となっており、接続部３２の燃焼圧センサ４より先端側にヒータ２の基端部が挿入される。また、ヒータ２の基端部と、接続部３２とは、電気的に導通した状態で接続される。

例えば、接続部３２とヒータ２の基端部との接続は、圧入、溶接、カシメ等により行うことができ、この際に接続部３２とヒータ２の基端部とは導通した状態とされる。
これにより、接続部３２内の電力供給シャフト３の先端側端面と、ヒータ２の基端側端面との間に燃焼圧センサ４が挟まれた状態となっている。また、燃焼圧センサ４は、接続部３２内にキャップ４７に挿入された状態で収納されている。また、キャップ４７は、基端側が閉塞され先端側が開放された状態の筒状とされるともに先端側開放部分に蓋部材４８が挿入されて閉塞された状態とされ、当該キャップ４７に収容された燃焼圧センサ４が接続部３２内で電力供給シャフト３とヒータ２とに挟まれることになる。

また、ヒータ２の軸方向中央部には、当該ヒータ２の他の部分よりも径が大きくなった拡径部２５が設けられている。そして、拡径部２５の外周面には、周方向に沿った溝が形成され、当該溝にリング状のシール部材２６が嵌め込まれた状態となっている。拡径部２５においては、ハウジング１の内周面と、ヒータ２の外周面が略当接した状態となっているとともに、前記シール部材２６が圧入された状態となっている。これにより、ハウジング１において、シリンダ（燃焼室）内の燃焼ガスがシール部材２６より基端側に侵入するのが防止されており、グロープラグ部分における燃焼ガスの漏洩が防止されている。

また、ヒータ２において、拡径部２５の先端部とそれより先端側の当該拡径部２５より径が細くなった部分との境界となる段差部２７が、上述のハウジング１の内周段差部１８に当接して、ヒータ２およびその基端側の電力供給シャフト３、接続部３２、燃焼圧センサ４等がハウジング１の基端側に移動するのを規制している。
なお、段差部２７は、内周段差部１８と同様に先端側に向かうにつれて径の細くなる円錐台状のテーパー面となっており、段差部２７のテーパー面と、内周段差部１８のテーパー面が当接するようになっている。

前記端子部１３は、ハウジング１のシリンダヘッドから露出する部分の外周面（側面）に形成される。また、ハウジング１の端子部１３の取り付け部分には、内部空間に貫通する開口が形成されており、当該開口部分には、前記燃焼圧センサ４の接続端子４５，４６がキャップ４７および接続部３２を貫通して露出している。
そして、端子部１３は、ハウジング１の前記開口部分に嵌め込まれるケース１３１と、前記基端側電極４２に接続された接続端子４５に接続される配線１３２と、先端側電極４３に接続された接続端子４６に接続される配線１３３とを備える。

そして、配線１３２は、燃焼圧センサ４からの信号を出力するためのコネクタ１３４に接続され、配線１３３は、グランド用電極１３５に接続されている。なお、コネクタ１３４は、ケース１３１の基端側に固定され、グランド用電極１３５は、ケース１３１の先端側に接続されている。
なお、グランド用電極１３５は、例えば、シリンダヘッドにグローブラグを締結した際に、シリンダヘッドに当接して、シリンダヘッドをグランドとするようになっている。

以上のような燃焼圧センサ付きグロープラグによれば、電力供給シャフトと棒状のヒータ２とが同軸上に配置された状態で、これらのほぼ軸心部分の間となる部分に燃焼圧センサ４が配置されることになる。そして、グロープラグのヒータ２によりシリンダのシリンダヘッド側（燃焼室もしくは副燃焼室）内を始動前および始動時に加熱することで、ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動の補助が行われることになる。
そして、内燃機関が作動すると、燃焼室内で燃焼圧が生じて圧が高くなるが、この際には、この圧によりヒータ２がハウジング側に押圧されることになり、電力供給シャフト３とヒータ２とに挟まれた状態の燃焼圧センサ４に圧力が作用することになる。

これにより、シリンダ（燃焼室）内の燃焼圧を測定することが可能となる。なお、ヒータ２は、接続部３２に電気的に接続されている必要があるが、ヒータ２と接続部３２とが機械的に強固に固定されている必要はなく、ヒータ２が基端側に移動することで、燃焼圧センサ４に燃焼圧が作用することになる。

そして、この例では、電力供給シャフト３とヒータ２とが筒状の接続部３２で電気的に接続され、当該接続部３２内に燃焼圧センサ４が配置されているので、燃焼圧センサ４を例えばリング状とする必要がなく、開口の無い平板状のものを用いることができる。
また、筒状の接続部３２により大きな電流を流すことが可能なので、例えば、径の太い配線を燃焼圧センサ４を避けるように配置するような必要がない。

これらのことから、燃焼圧センサ４の配置部分でのグロープラグの径を細くすることが可能となり、グロープラグの小型化を図ることができる。
また、燃焼圧センサ４として、リング状ではなく、開口の無い平板状のものを用いることができるので、センサ素子（圧電素子）として、圧電セラミックではなく、圧電単結晶のものを用いるものとしても、リング状に切削加工（孔あけ加工）する必要がないので、加工コストを低減できるとともに、単結晶ウェハーから切り出したものをそのまま使用可能とすることができ、孔あけ加工した場合のように材料の無駄が発生せず、材料コストの低減を図ることができる。これにより、コストを考慮した場合に、圧電素子が圧電セラミックスに限定されることなく、圧電単結晶も使用可能となり、圧電素子の選択の自由度が広くなる。

なお、上記例では、ヒータ２としてセラミックスヒータを用いるものとしたが、コイル状（スパイラル状）の発熱体をシース管に内蔵したシースヒータ型のものを用いてもよい。この場合に、ヒータ２の基端部側が導体からなるヒータ側シャフト２１とされ、先端側は発熱体を内蔵したシース管からなるシースヒータとなり、ヒータ側シャフト２１と電力供給シャフト３が上記例と同様の接続部３２で導通可能に接続され、ヒータ側シャフト２１と発熱体とが導通した状態（電気的）に接続される。

また、上記例では、接続部３２とヒータ２の基端部とを圧入、溶接、カシメなどにより接続するものとしたが、例えば、ヒータ２の基端部に周方向に沿った溝を形成し、接続部３２の先端部に前記溝内に入り込む湾曲部を形成して、スナップフィットにより接続部３２とヒータ２とを接続してもよい。
また、スナップフィット以外の方法で、接続部３２とヒータ２の基端部とが弾性により接続される構造となっていてもよい。
また、接続部３２とヒータ２の基端部との間に別部材を介在させ、この別部材の弾性により接続部３２とヒータ２の基端部を接合するものとしてもよい。

例えば、ヒータ２の基端部に周方向に沿った溝を形成し、この溝に導電性である金属の接続リングを嵌め込むとともに、当該接続リングを弾性変形により縮径した状態でヒータ２の基端部を筒状の接続部３２内に挿入する。そして、前記リングが拡径方向に弾性復帰することで、ヒータ２と接続部３２とを押圧し、これらを接続する。
また、ヒータ２は、接続部３２に接続されることで、燃焼圧センサ４を押圧する方向への移動が規制される虞があるが、前記移動が規制されたとしても、接続部３２やヒータ２等の弾性変形により燃焼圧センサ４側に移動することができる。そこで、接続部３２を軸方向に弾性変形しやすい形状とすることで、燃焼圧センサにより大きな圧力を作用させることができ、燃焼圧測定の精度の向上を図れる可能性がある。そこで、接続部３２の断面を波状（蛇腹状）などとして、接続部３２に軸方向と交差する方向となる部分を設けることで、軸方向への弾性変形を容易な構造とするものとしてもよい。

１ ハウジング
２ ヒータ
３ 電力供給シャフト
３２ 接続部
４ 燃焼圧センサ

Claims (2)

1. 内燃機関の燃焼室に先端側が挿入された状態で当該内燃機関に固定される筒状のハウジングと、当該ハウジング内に収納されるとともに当該ハウジングの先端側から前記燃焼室内に延出するヒータと、前記ハウジング内に収納されるとともに当該ハウジングの基端部側から前記ヒータに電力を供給する電力供給シャフトと、前記ヒータを介して前記燃焼室内の燃焼圧を検出す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であって、
   前記電力供給シャフトの先端部には、先端側が開放された筒状で、かつ、導電性の接続部が設けられ、
   前記電力供給シャフトの前記接続部内に前記燃焼圧センサが収納された状態で当該接続部内に前記ヒータの基端部側が挿入され、
   前記ヒータと前記接続部とが前記電力供給シャフトから当該ヒータに電力を供給可能に接続されていることを特徴とする燃焼圧センサ付きグロープラグ。
2. 前記燃焼圧センサには、開口の無い平板状の圧電単結晶板が用いられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグ。

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