JP2013190197A - グロープラグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】グロープラグは、ヒータ部と、筒状のハウジングと、ハウジングの内部の気密を確保するとともに、直接または他の部材を介してハウジングとヒータ部とを連結しつつ、弾性変形することによって、ヒータ部の、ハウジングに対する軸線に沿った変位を許容する可動部材と、ヒータ部の変位に基づいて圧力を検出する圧力センサとを備える。可動部材は、直接または他の部材を介してヒータ部と連結された第1部位と、直接または他の部材を介してハウジングに連結された第2部位と、屈曲部を介して第1部位と第2部位とを連結する第3部位とを有する。可動部材のうちの少なくとも第1部位の外表面には、燃焼ガスによる熱が可動部材へ伝導するのを抑制する熱伝導抑制部材が設けられている。
【選択図】図2
Description
軸線に沿って延び、通電によって抵抗発熱する抵抗発熱体を内部に保持する棒状のヒータ部と、
前記ヒータ部の先端を突出させた状態で内部に収容する筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部の気密を確保するとともに、直接または他の部材を介して前記ハウジングと前記ヒータ部とを連結しつつ、弾性変形することによって、前記ヒータ部の、前記ハウジングに対する前記軸線に沿った変位を許容する可動部材と、
前記可動部材よりも後端側の前記ハウジングの内部に配置され、前記ヒータ部の前記変位に基づいて前記燃焼ガスの圧力を検出する圧力センサと
を備えるグロープラグであって、
前記可動部材は、直接又は他の部材を介して前記ヒータ部と連結された第1部位と、直接又は他の部材を介して前記ハウジング連結された第2部位と、屈曲部を介して前記第1部位と前記第2部位とを連結する第3部位とを有し、
前記可動部材のうちの少なくとも前記第1部位の外表面には、前記燃焼ガスによる熱が前記可動部材へ伝導するのを抑制する熱伝導抑制部材が設けられていることを特徴とする、
グロープラグ。
この構成によれば、熱伝導抑制部材により燃焼ガスの熱が可動部材へ伝導するのを抑制することができるので、可動部材が燃焼ガスの熱によって熱膨張するのを抑制することができ、熱膨張によるヒータの変位を抑制することができる。その結果、圧力センサの精度を向上させることができる。
適用例1に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有することを特徴とする、
グロープラグ。
この構成によれば、熱伝導抑制部材は、断熱層として機能し、燃焼ガスの熱が可動部材へ伝導するのを抑制することができるので、可動部材が燃焼ガスの熱によって熱膨張するのを抑制することができる。
適用例2に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の外表面にコーティング層として形成されていることを特徴とする、
グロープラグ。
この構成によれば、可動部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱伝導抑制部材が可動部材に密着しているため、熱伝導抑制部材の可動部材からの剥離を抑制することができる。
適用例1に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有することを特徴とする、
グロープラグ。
この構成によれば、燃焼ガスの熱は、可動部材に伝導する前に熱伝導抑制部材によって放熱されるので、燃焼ガスの熱が可動部材へ伝導するのを抑制することができ、可動部材が燃焼ガスの熱によって熱膨張するのを抑制することができる。
適用例4に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の外表面にめっき層として形成されていることを特徴とする、
グロープラグ。
この構成によれば、前記可動部材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱伝導抑制部材が可動部材に密着しているため、熱伝導抑制部材の可動部材からの剥離を抑制することができる。
適用例1から適用例5のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
前記可動部材は、粗面化された外表面を有することを特徴とする、
グロープラグ。
この構成によれば、熱伝導抑制部材が可動部材にさらに密着しやすくなるため、熱伝導抑制部材の密着性をさらに向上させることができる。なお、「粗面化された外表面」とは、外表面が凹凸形状を有していることを意味する。
A.第1実施形態:
B.第2実施形態:
C.第3実施形態:
D.変形例:
図1は、本発明の一実施形態としてのグロープラグ100の断面構成を示す説明図である。以下では、図1におけるグロープラグ100の軸線Oの下方をグロープラグ100の先端側とし、上方を後端側として説明する。また、グロープラグ100の軸線Oに沿った方向を軸線方向ODとする。
金(Au)の熱伝導率:約320W/(m・K)
銀(Ag)の熱伝導率:約420W/(m・K)
銅(Cu)の熱伝導率:約400W/(m・K)
アルミニウム(Al)の熱伝導率:約240W/(m・K)
ニッケル(Ni)の熱伝導率:約80W/(m・K)
鉄(Fe)の熱伝導率:約84W/(m・K)
白金(Pt)の熱伝導率:約70W/(m・K)
なお、保護部材190は、燃焼ガスに曝されるため、燃焼ガスの温度以上の耐熱性を有することが好ましい。また、保護部材190の表面には、放熱を促進するためのフィンが形成されていてもよい。
図3は、第2実施形態におけるグロープラグ100bの断面を拡大して示す説明図である。図2に示した第1実施形態との違いは、保護部材190の代わりに、可動部材180の燃焼ガスに曝される側の外表面にめっき層192が形成されているという点だけであり、他の構成は第1実施形態と同じである。
図4は、第3実施形態におけるグロープラグ100cの断面を拡大して示す説明図である。図2に示した第1実施形態との違いは、保護部材190の代わりに、可動部材180の燃焼ガスに曝される側の外表面にコーティング層194が形成されているという点だけであり、他の構成は第1実施形態と同じである。
ジルコニアの熱伝導率:約0.6W/(m・K)
アルミナの熱伝導率:約2.0W/(m・K)
マグネシアの熱伝導率:約0.6W/(m・K)
シリカの熱伝導率:約0.7W/(m・K)
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施形態では、可動部材180の燃焼ガスに曝される側の表面(外表面)の全てに、熱伝導抑制部材(保護部材190、めっき層192、コーティング層194)が設けられている。しかし、熱伝導抑制部材は、可動部材180の燃焼ガスに曝される側の表面の全てに設けられていなくてもよく、可動部材180のうちの少なくとも第1部位181の表面に設けられていればよい。可動部材180の第1部位181の表面は、燃焼ガスに最も曝される部位であるため、可動部材180の第1部位181の表面にのみ熱伝導抑制部材が設けられていても、燃焼ガスの熱による可動部材180の熱膨張を効果的に抑制することができ、圧力センサの精度を向上させることができる。ただし、上記実施形態のように、第1部位181と第3部位183との外表面に熱伝導抑制部材が設けられていてもよい。
上記実施形態では、可動部材180の第1部位181は、ヒータ部150のシース管152に直接溶接されている。しかし、可動部材180の第1部位181は、他の部材を介してヒータ部150に連結(固定)されていてもよい。また、上記実施形態では、可動部材180の第2部位182は、センサ固定部材132に溶接されている。しかし、可動部材180の第2部位182は、キャップ部120に溶接されていてもよい。以上より、可動部材180は、直接または他の部材を介してハウジング130とヒータ部150とを連結していればよい。
上記実施形態では、可動部材180の第3部位183は、なだらかな曲線状となっている。しかし、可動部材180の第3部位183は、蛇腹状になっていてもよい。すなわち、可動部材180は、ベローズ状であってもよい。
上記実施形態では、ヒータ部150は、シース管152内に発熱コイル154及び制御コイル151が配置された構成を有している。すなわち、上記実施形態では、いわゆるメタルグロープラグに対して本発明を適用した例について説明した。しかし、ヒータ部150は、棒状の絶縁性セラミック内に導電性セラミックが配置された構成であってもよい。すなわち、本発明は、いわゆるセラミックグロープラグに対しても適用することができる。この場合、可動部材180を、ヒータ部150が挿入された筒状の外筒部材に溶接等で固定することで、ヒータ部150とハウジング130とを連結することができる。また、本発明は、伝達スリーブ134を有さないタイプの圧力センサ搭載グロープラグに対しても適用することができる。
上記実施形態では、ピエゾ抵抗素子164を用いて燃焼圧を検出しているが、燃焼圧は他のセンサによって検出してもよい。例えば、圧電素子を用いて燃焼圧を検出してもよい。この場合、圧電素子がセンサ固定部材132と伝達スリーブ134との間に軸方向に挟持された構成を採用してもよい。
100b…グロープラグ
100c…グロープラグ
110…主体金具
114…ネジ部
120…キャップ部
122…円筒部
124…テーパ部
125…開口部
130…ハウジング
132…センサ固定部材
133…フランジ部
134…伝達スリーブ
140…シール用保護筒
142…補助部材
144…端子バネ
146…端子金具
148…シール部材
150…ヒータ部
151…制御コイル
152…シース管
154…発熱コイル
155…絶縁粉末
156…シール部材
160…圧力センサ
161…開口部
162…金属ダイアフラム
164…ピエゾ抵抗素子
170…中軸
180…可動部材
181…第1部位
182…第2部位
183…第3部位
184…屈曲部
185…屈曲部
190…保護部材
192…めっき層
194…コーティング層
Claims (6)
- 軸線に沿って延び、通電によって抵抗発熱する抵抗発熱体を内部に保持する棒状のヒータ部と、
前記ヒータ部の先端を突出させた状態で内部に収容する筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部の気密を確保するとともに、直接または他の部材を介して前記ハウジングと前記ヒータ部とを連結しつつ、弾性変形することによって、前記ヒータ部の、前記ハウジングに対する前記軸線に沿った変位を許容する可動部材と、
前記可動部材よりも後端側の前記ハウジングの内部に配置され、前記ヒータ部の前記変位に基づいて前記燃焼ガスの圧力を検出する圧力センサと
を備えるグロープラグであって、
前記可動部材は、直接または他の部材を介して前記ヒータ部と連結された第1部位と、直接または他の部材を介して前記ハウジングに連結された第2部位と、屈曲部を介して前記第1部位と前記第2部位とを連結する第3部位とを有し、
前記可動部材のうちの少なくとも前記第1部位の外表面には、前記燃焼ガスによる熱が前記可動部材へ伝導するのを抑制する熱伝導抑制部材が設けられていることを特徴とする、
グロープラグ。 - 請求項1に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有することを特徴とする、
グロープラグ。 - 請求項2に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の外表面にコーティング層として形成されていることを特徴とする、
グロープラグ。 - 請求項1に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有することを特徴とする、
グロープラグ。 - 請求項4に記載のグロープラグであって、
前記熱伝導抑制部材は、前記可動部材の外表面にめっき層として形成されていることを特徴とする、
グロープラグ。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
前記可動部材は、粗面化された外表面を有することを特徴とする、
グロープラグ。
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