JP2014016142A - Glow plug with pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関等に使用される圧力センサ付きグロープラグに関する。 The present invention relates to a glow plug with a pressure sensor used for an internal combustion engine or the like.
従来、ディーゼルエンジンの始動補助等に用いられるグロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジング、前記軸孔に挿通されたヒータ部材、及び、前記軸孔に挿通されヒータ部材への通電経路をなす中軸等を備えている。また、中軸は、その先端部がヒータ部材の後端部に設けられた筒状部に対して挿通された状態で、ヒータ部材に接続されている。加えて、前記ヒータ部材としては、セラミックヒータやメタルヒータが採用される。セラミックヒータとしては、セラミック製の基体の内部に、導電性を有するセラミック製の発熱素子が配置されたものが知られている。また、メタルヒータとしては、筒状をなす金属製のチューブ内に、通電により発熱する発熱コイルが配置されたものが知られている。尚、ヒータ部材としてセラミックヒータを用いる場合において、前記筒状部としては、先端側にセラミックヒータの後端部が挿通され、後端側に中軸の先端部が挿通される金属製のリング部材を挙げることができる。また、ヒータ部材としてメタルヒータを用いる場合において、前記筒状部としては、中軸の先端部が挿通されるチューブの後端部を挙げることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a glow plug used for starting assistance of a diesel engine has a cylindrical housing having an axial hole extending in an axial direction, a heater member inserted through the axial hole, and a heater member inserted through the axial hole. It has a central shaft that forms an energization path. Further, the central shaft is connected to the heater member in a state where the front end portion is inserted into a cylindrical portion provided at the rear end portion of the heater member. In addition, a ceramic heater or a metal heater is employed as the heater member. As a ceramic heater, a ceramic heater in which a conductive ceramic heating element is arranged inside a ceramic base is known. In addition, a metal heater is known in which a heating coil that generates heat when energized is disposed in a cylindrical metal tube. In the case where a ceramic heater is used as the heater member, the cylindrical portion is a metal ring member in which the rear end portion of the ceramic heater is inserted on the front end side and the front end portion of the central shaft is inserted on the rear end side. Can be mentioned. Moreover, when using a metal heater as a heater member, the said cylindrical part can mention the rear-end part of the tube in which the front-end | tip part of a center axis is penetrated.
加えて近年では、グロープラグに対して、燃焼圧等の圧力を検知するための機能を設けた圧力センサ付きグロープラグが提案されている。このような圧力センサ付きグロープラグにおいて、ヒータ部材は、ハウジングに対して相対変位可能な状態で取付けられており、その先端部がハウジングの先端から突出している。そして、燃焼圧等をヒータ部材が受圧し、ヒータ部材が相対変位すると、その相対変位は圧力センサに伝達され、ヒータ部材の相対変位量(つまり、ヒータ部材に加えられた圧力)に応じた信号が圧力センサから出力される。 In addition, in recent years, a glow plug with a pressure sensor has been proposed in which a function for detecting pressure such as combustion pressure is provided for the glow plug. In such a glow plug with a pressure sensor, the heater member is attached in a state of being relatively displaceable with respect to the housing, and a tip portion thereof protrudes from the tip of the housing. When the heater member receives the combustion pressure or the like and the heater member is relatively displaced, the relative displacement is transmitted to the pressure sensor, and a signal corresponding to the relative displacement amount of the heater member (that is, the pressure applied to the heater member). Is output from the pressure sensor.
ところで、ヒータ部材の相対変位を圧力センサに対して精度よく伝達し、圧力の検知精度を高めるという点では、ヒータ部材から圧力センサに対して相対変位を伝達するための伝達部材をより短くし、伝達される相対変位に損失が極力生じないように構成することが好ましい。そこで、圧力センサを軸孔内に設けることで、ヒータ部材及び圧力センサ間の距離を小さくし、伝達部材を短くする手法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。尚、このように圧力センサが軸孔内に設けられる場合、中軸は、圧力センサに設けられた、軸線方向に貫通する貫通孔に対して挿通される。 By the way, in terms of accurately transmitting the relative displacement of the heater member to the pressure sensor and increasing the pressure detection accuracy, the transmission member for transmitting the relative displacement from the heater member to the pressure sensor is made shorter. It is preferable to configure so that a loss does not occur as much as possible in the transmitted relative displacement. Therefore, a method has been proposed in which a pressure sensor is provided in the shaft hole to reduce the distance between the heater member and the pressure sensor and shorten the transmission member (see, for example, Patent Document 1). When the pressure sensor is provided in the shaft hole in this way, the middle shaft is inserted into a through hole provided in the pressure sensor and penetrating in the axial direction.
ところで、圧力センサを軸孔内に設ける場合、比較的小型の圧力センサを用いる必要があり、このような小型の圧力センサにおいて、前記貫通孔は小径とされる。従って、貫通孔に対する中軸の挿通が非常に難しく、中軸の挿通性に劣る。また、貫通孔に中軸を挿通できたとしても、貫通孔の内周面と中軸の外周面との間の距離が小さいため、中軸が圧力センサに接触してしまい、中軸が圧力センサに短絡してしまうおそれがある。 By the way, when the pressure sensor is provided in the shaft hole, it is necessary to use a relatively small pressure sensor. In such a small pressure sensor, the through hole has a small diameter. Therefore, it is very difficult to insert the center shaft into the through hole, and the center shaft is poorly inserted. Even if the center shaft can be inserted into the through-hole, the distance between the inner peripheral surface of the through-hole and the outer peripheral surface of the center shaft is small, so the center shaft contacts the pressure sensor, and the center shaft short-circuits to the pressure sensor. There is a risk that.
これに対して、中軸を細径とすることで、中軸の挿通性を向上させるとともに、中軸の短絡防止を図ることが考えられる。しかしながら、内燃機関等の動作に伴う振動等により、中軸のうち筒状部後端の内周側に位置する部位には、応力が特に加わりやすいために、中軸を細径とすると、中軸の剛性が低下してしまい、前記部位において中軸の破断が生じてしまうおそれがある。 On the other hand, it is conceivable that by making the central shaft have a small diameter, it is possible to improve the insertability of the central shaft and to prevent a short circuit of the central shaft. However, since stress is particularly easily applied to a portion of the central shaft that is located on the inner peripheral side of the rear end of the cylindrical portion due to vibration caused by the operation of the internal combustion engine or the like, the rigidity of the central shaft is reduced when the central shaft has a small diameter. May decrease, and the central shaft may break at the portion.
尚、中軸の挿通性等を向上させるべく、貫通孔を大径とすることも考えらえるが、この場合には、圧力センサの検知精度が低下してしまうおそれがある。 Although it is conceivable to increase the diameter of the through hole in order to improve the insertability of the central shaft, in this case, the detection accuracy of the pressure sensor may be reduced.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、中軸の破断を効果的に抑制するとともに、貫通孔に対する中軸の挿通性の向上、及び、中軸の短絡防止を図ることができる圧力センサ付きグロープラグを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to effectively suppress breakage of the central shaft, improve the insertability of the central shaft into the through hole, and prevent short-circuiting of the central shaft. An object of the present invention is to provide a glow plug with a pressure sensor.
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each configuration suitable for solving the above-described object will be described in terms of items. In addition, the effect specific to the corresponding structure is added as needed.
構成1.本構成の圧力センサ付きグロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が前記ハウジングの先端から突出した状態で、前記軸孔に挿設されるとともに、前記ハウジングに対して前記軸線方向に沿って相対変位可能なヒータ部材と、
前記軸線方向に延びる棒状をなすとともに、前記軸孔に挿通され、前記ヒータ部材への通電経路をなす中軸と、
前記ハウジングに直接又は間接的に固定されるとともに、前記ヒータ部材よりも後端側に配置され、前記ヒータ部材の相対変位に基づいて圧力を検知する圧力センサとを備え、
前記中軸の先端部が、前記ヒータ部材の後端部に設けられた筒状部に挿通された状態で、前記中軸及び前記ヒータ部材が接続された圧力センサ付きグロープラグであって、
前記圧力センサは、前記軸線方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記軸孔内に配置され、
前記中軸は、前記貫通孔に挿通されるとともに、
少なくとも前記軸線方向に沿って前記筒状部の後端を跨る範囲に形成された太径部と、
前記太径部よりも後端側に位置し、自身の外径が前記太径部の外径よりも小さい細径部とを有し、
前記細径部は、前記中軸の後端から少なくとも前記中軸のうち前記貫通孔に挿通される部位にかけて形成され、
前記細径部のうち少なくとも前記貫通孔に挿通される部位の外周には、自身の外径が前記太径部の外径よりも小さい筒状の絶縁部材が設けられることを特徴とする。
A heater member that is inserted into the shaft hole in a state where at least a tip portion of the housing protrudes from a tip of the housing, and is relatively displaceable along the axial direction with respect to the housing;
A central shaft that forms a rod shape extending in the axial direction, is inserted through the shaft hole, and forms an energization path to the heater member;
A pressure sensor that is directly or indirectly fixed to the housing, is disposed on the rear end side of the heater member, and detects a pressure based on a relative displacement of the heater member;
A glow plug with a pressure sensor to which the middle shaft and the heater member are connected in a state in which a tip portion of the middle shaft is inserted into a cylindrical portion provided at a rear end portion of the heater member,
The pressure sensor has a through hole penetrating in the axial direction, and is disposed in the axial hole.
The middle shaft is inserted through the through hole,
A large diameter portion formed in a range straddling the rear end of the cylindrical portion along at least the axial direction;
It is located on the rear end side from the large diameter portion, and has a small diameter portion whose own outer diameter is smaller than the outer diameter of the large diameter portion,
The narrow-diameter portion is formed from a rear end of the middle shaft to a portion inserted through the through hole in at least the middle shaft,
A cylindrical insulating member whose outer diameter is smaller than the outer diameter of the large-diameter portion is provided at least on the outer periphery of the portion inserted through the through-hole in the small-diameter portion.
尚、「筒状部」とあるのは、ヒータ部材の一部であってもよいし、ヒータ部材とは別に設けられた部材であってもよい。例えば、ヒータ部材が、発熱体と、当該発熱体を内部に収容する筒状のチューブとを備えており、前記チューブの後端部に中軸の先端部が挿通される場合には、前記チューブの後端部が「筒状部」に相当する。また、ヒータ部材とは別に、ヒータ部材の後端部が挿通される筒状のリング部材が設けられており、当該リング部材に中軸の先端部が挿通される場合には、前記リング部材が「筒状部」に相当する。 The “tubular portion” may be a part of the heater member or a member provided separately from the heater member. For example, when the heater member includes a heating element and a cylindrical tube that accommodates the heating element therein, and the distal end portion of the central shaft is inserted into the rear end portion of the tube, The rear end corresponds to a “tubular portion”. In addition to the heater member, a cylindrical ring member into which the rear end portion of the heater member is inserted is provided. When the tip end portion of the central shaft is inserted into the ring member, the ring member is Corresponds to the “cylindrical part”.
上記構成1によれば、中軸のうち筒状部の後端を跨る部位には、外径の比較的大きな太径部が設けられている。従って、筒状部の後端内周側に位置する中軸の剛性をより高めることができ、内燃機関等の振動に伴い応力が加えられた際における、中軸の破断をより確実に防止することができる。
According to the said
また、上記構成1によれば、中軸のうちその後端から少なくとも圧力センサの貫通孔に挿通される部位までの間には、自身の外径が太径部の外径よりも小さな細径部が設けられている。従って、ハウジングの先端側から貫通孔に対して中軸を挿通する際に、貫通孔に中軸を極めて容易に挿通することができ、中軸の挿通性を著しく高めることができる。
Moreover, according to the
さらに、上記構成1によれば、細径部のうち少なくとも貫通孔に挿通される部位の外周には、筒状の絶縁部材が設けられている。従って、圧力センサと当該圧力センサの内周に位置する中軸(細径部)との接触に伴う、中軸の圧力センサとの短絡をより確実に防止することができる。
Furthermore, according to the said
尚、細径部の外周に絶縁部材を設けた場合には、挿通性の低下が懸念されるが、上記構成1によれば、絶縁部材の外径は、太径部の外径よりも小さなものとされている。従って、上述した挿通性の向上効果を何ら損なうことなく、良好な挿通性を維持することができる。
In addition, when an insulating member is provided on the outer periphery of the small-diameter portion, there is a concern that the insertability may be deteriorated. However, according to the
また、上記構成1によれば、貫通孔の外径を大きくする必要がないため、圧力センサの検知精度が低下してしまうことを防止できる。
Moreover, according to the
構成2.本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成1において、前記絶縁部材は、熱収縮性を有する材料によって形成されることを特徴とする。
上記構成2によれば、絶縁部材は、熱収縮性を有する材料によって形成されている。従って、絶縁部材を加熱することで、絶縁部材を熱収縮させることができ、中軸に対する絶縁部材の密着性ひいては中軸及び絶縁部材間で生じる摩擦力を高めることができる。その結果、内燃機関等の動作に伴う振動などにより、絶縁部材が圧力センサの内周側から外れた位置にずれ動いてしまうことをより確実に防止でき、絶縁部材を設けることによる中軸の短絡防止効果をより確実に発揮させることができる。
According to the said
構成3.本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成1又は2において、前記中軸は、前記太径部及び前記細径部間に位置する段部を有し、
前記絶縁部材の先端部が、前記段部に接触していることを特徴とする。
Configuration 3. The glow plug with a pressure sensor of this configuration has the step portion positioned between the large-diameter portion and the small-diameter portion in the above-described
A tip portion of the insulating member is in contact with the stepped portion.
上記構成3によれば、太径部及び細径部間に位置する段部に対して、絶縁部材の先端部が接触するように構成されている。従って、貫通孔に中軸を挿通する際や中軸に振動が加えられた際などにおいて、絶縁部材が先端側に向けてずれ動いてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、絶縁部材を設けることによる中軸の短絡防止効果をより一層確実に発揮させることができる。 According to the said structure 3, it is comprised so that the front-end | tip part of an insulating member may contact with the step part located between a large diameter part and a small diameter part. Therefore, when the central shaft is inserted into the through hole or when vibration is applied to the central shaft, it is possible to effectively suppress the insulating member from moving toward the distal end side. As a result, the effect of preventing the short-circuit of the central shaft by providing the insulating member can be more reliably exhibited.
構成4.本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成1乃至3のいずれかにおいて、前記中軸は、前記太径部の後端及び前記細径部の先端を連接する部位に、後端側に向けて先細るテーパ部を有することを特徴とする。
Configuration 4. In the glow plug with a pressure sensor according to this configuration, in any one of the
中軸に太径部及び細径部を設けるにあたって、中軸の外径が急激に変化するように構成した場合には、内燃機関等の動作などに伴い中軸に応力が加わった際に、中軸のうち段部及びその近傍部分に対して応力が局所的に加わってしまい、中軸の破断を招いてしまうおそれがある。 When the outer diameter of the central shaft changes abruptly when providing the large diameter portion and the small diameter portion on the central shaft, when stress is applied to the central shaft due to the operation of the internal combustion engine etc. There is a possibility that stress is locally applied to the stepped portion and the vicinity thereof, and the central shaft is broken.
この点、上記構成4によれば、中軸のうち太径部の後端及び細径部の先端を連接する部位には、後端側に向けて先細るテーパ部が形成されており、太径部から細径部にかけて中軸の外径が徐々に変化するように構成されている。従って、中軸に応力が加わった際において、中軸の一部に対して局所的に応力が加わってしまうことをより確実に防止できる。その結果、内燃機関等の動作などにより中軸に応力が加えられた際における、中軸の破断をより一層確実に防止することができる。 In this regard, according to the above-described configuration 4, a taper portion that is tapered toward the rear end side is formed at a portion connecting the rear end of the large-diameter portion and the tip of the small-diameter portion of the middle shaft, The outer diameter of the central shaft is gradually changed from the portion to the small diameter portion. Therefore, when stress is applied to the central shaft, it is possible to more reliably prevent stress from being locally applied to a part of the central shaft. As a result, when the stress is applied to the central shaft due to the operation of the internal combustion engine or the like, the central shaft can be more reliably prevented from breaking.
構成5.本構成の圧力センサ付きグロープラグは、上記構成4において、前記絶縁部材の先端部が、前記テーパ部に接触していることを特徴とする。 Configuration 5. The glow plug with pressure sensor of this configuration is characterized in that, in the above configuration 4, the distal end portion of the insulating member is in contact with the tapered portion.
上記構成5によれば、絶縁部材の先端部が、テーパ部に接触するように構成されている。従って、貫通孔に中軸を挿通する際や中軸に振動が加えられた際などにおいて、絶縁部材が先端側に向けてずれ動いてしまうことを抑制できる。その結果、絶縁部材を設けることによる中軸の短絡防止効果を一層確実に発揮させることができる。 According to the said structure 5, it is comprised so that the front-end | tip part of an insulating member may contact a taper part. Therefore, it is possible to prevent the insulating member from moving toward the distal end side when the central shaft is inserted into the through hole or when vibration is applied to the central shaft. As a result, the effect of preventing the short-circuit of the central shaft by providing the insulating member can be more reliably exhibited.
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、圧力センサ付きグロープラグ1(以下、単に「グロープラグ1」と称す)の一部破断正面図である。尚、図1等においては、図の下側をグロープラグ1の先端側、上側を後端側として説明する。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway front view of a
図1に示すように、グロープラグ1は、ハウジング2、キャップ部材3、中軸4、ヒータ部材5、圧力センサ6等を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング2は、所定の金属材料(例えば、S45C等の鉄系素材)によって形成されるとともに、軸線CL1方向に沿って延びる軸孔7を有している。さらに、ハウジング2の外周には、グロープラグ1をエンジンのシリンダヘッド等に取付けるための雄ねじ部8が形成されている。併せて、ハウジング2の後端部外周には断面六角形状の工具係合部9が形成されており、前記シリンダヘッド等にグロープラグ1(雄ねじ部8)を取付ける際には、工具係合部9に使用される工具が係合されるようになっている。
The
さらに、ハウジング2の先端部内周には、軸線CL1方向に沿って延びる筒状をなす金属製のセンサ固定部材10が挿入されている。センサ固定部材10は、その先端部がハウジング2の先端部に接合されるとともに、その後端部が圧力センサ6の後述するダイアフラム18に接合されている。これにより、圧力センサ6は、ハウジング2に対してセンサ固定部材10を介して間接的に固定された状態となっている。
Furthermore, a metal
キャップ部材3は、筒状をなし、センサ固定部材10の先端部を介してハウジング2の先端部に接合されている。また、キャップ部材3の先端側外周面は、軸線CL1方向先端側に向けて先細るテーパ状とされており、グロープラグ1をエンジンに取付けた際には、前記テーパ状部分がエンジンの座面に圧接することで、燃焼室内の気密性が確保されるようになっている。
The cap member 3 has a cylindrical shape and is joined to the distal end portion of the
中軸4は、前記軸孔7に挿入されており、軸線CL1に沿って延びる棒状をなしている。また、中軸4は、ヒータ部材5への通電経路をなす部位であり、導電性の金属(例えば、鉄系合金等)により形成されている。尚、中軸4の構成については、後に詳述する。
The middle shaft 4 is inserted into the
ヒータ部材5は、その後端部が軸孔7に挿設されるとともに、その先端部がハウジング2(キャップ部材3)の先端から突出している。また、ヒータ部材5は、チューブ11と、当該チューブ11の内部に配置された発熱コイル12及び制御コイル13とを備えている。
The heater member 5 has a rear end portion inserted into the
チューブ11は、鉄(Fe)又はニッケル(Ni)を主成分とする金属〔例えば、ニッケル基合金やステンレス合金等〕から形成され、先端部が閉じた筒状チューブである。また、当該チューブ11の内側には、自身の先端部がチューブ11の先端に接合された前記発熱コイル12と、発熱コイル12の後端部に対して直列接続された前記制御コイル13とが酸化マグネシウム粉末を含む絶縁粉末14とともに封入されている。尚、発熱コイル12は、その先端においてチューブ11と導通しているが、発熱コイル12及び制御コイル13の外周面とチューブ11の内周面とは、絶縁粉末14の介在により絶縁された状態となっている。
The
さらに、前記チューブ11の後端側内周と中軸4との間には、所定のゴム(例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等)からなる環状ゴム15が設けられており、チューブ11内は封止されている。
Further, an
発熱コイル12は、制御コイル13を介して中軸4と直列的に接続されており、所定の金属(例えば、Feを主成分とし、AlやCr等を含む合金など)からなる抵抗発熱線が螺旋状に巻回されることで構成されている。発熱コイル12は、中軸4を介して通電されることで発熱する。
The
制御コイル13は、発熱コイル12及び中軸4間に介在されており、発熱コイル12の材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質〔例えば、コバルト(Co)−Ni−Fe系合金等に代表されるCo又はNiを主成分とする金属〕からなる抵抗発熱線が螺旋状に巻回されることにより構成されている。これにより、制御コイル13は、自身の発熱及び発熱コイル12からの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイル12に対する供給電力を制御する。具体的には、通電初期においては発熱コイル12に対して比較的大きな電力が供給され、発熱コイル12の温度は急速に上昇する。すると、その発熱により制御コイル13が加熱され、制御コイル13の電気抵抗値が増大し、発熱コイル12への供給電力が減少する。これにより、ヒータ部材5の昇温特性は、通電初期に急速昇温した後、以降は制御コイル13の働きにより供給電力が抑制されて温度が飽和する形となる。つまり、制御コイル13の存在により、急速昇温性を高めつつ、発熱コイル12の過昇温(オーバーシュート)が生じにくくなるように構成されている。
The
また、本実施形態において、ヒータ部材5は、軸線CL1に沿って伸縮変形可能な筒状の可動部材16を介して、ハウジング2に取付けられている。そのため、ヒータ部材5は、その先端部に燃焼圧等の圧力が加えられた際に、ハウジング2に対して軸線CL1方向に沿って相対変位することが可能となっている。
In the present embodiment, the heater member 5 is attached to the
加えて、前記可動部材16は、その一端側開口部が比較的小径に形成される一方で、その他端側開口部が比較的大径に形成されており、両開口部間に、複数(本実施形態では、2箇所)の折り曲げ部分を有している。そのため、可動部材16は、所定の金属(例えば、ステンレス鋼やニッケル合金等)により薄肉に形成されることと相俟って、軸線CL1に沿って伸縮変形可能となっている。
In addition, the
尚、本実施形態において、可動部材16は、その一端側が全周に亘ってヒータ部材5(チューブ11)に対して溶接されており、その他端側が全周に亘ってハウジング2の先端部に対して溶接されている。これにより、キャップ部材3とヒータ部材5(チューブ11)との間の隙間から侵入した燃焼ガスが、ハウジング2内へと侵入し、ひいては外部へと漏れてしまうことをより確実に防止できるようになっている。
In this embodiment, one end of the
加えて、ヒータ部材5のうち可動部材16の接合部位よりも後端側の外周部分には、筒状の伝達部材17が接合されている。伝達部材17は、自身の後端部が圧力センサ6(ダイアフラム18)に接続されており、ヒータ部材5の相対変位は、伝達部材17を介して圧力センサ6に伝達されるようになっている。尚、本実施形態では、上述の通り、圧力センサ6が軸孔7内に設けられているため、軸線CL1に沿った伝達部材17の長さを比較的小さくすることができる。これにより、伝達部材17は、その固有振動数が大きなものとなり振動しにくくなるため、ヒータ部材5の変位が精度よく圧力センサ6へと伝達され、その結果、圧力の検知精度が向上するようになっている。
In addition, a
圧力センサ6は、ハウジング2の軸線CL1方向中央部よりも先端側に設けられており、図2に示すように、軸線CL1方向に貫通する貫通孔18Aを中央に有する金属(例えば、ステンレス鋼)製のダイアフラム18と、当該ダイアフラム18の後端側の面に接合されたセンサ素子19(本実施形態では、ピエゾ抵抗体)とを備えている。ダイアフラム18には、前記伝達部材17の後端部が接合されており、燃焼圧等の受圧により、ヒータ部材5に変位が生じた際には、ヒータ部材5の変位量に応じた分だけダイアフラム18が撓み変形するようになっている。尚、本実施形態において、貫通孔18Aの内径は、軸線CL1に沿って一定となるように構成されている。
The
また、センサ素子19は、ダイアフラム18の撓み変形に伴い、自身の抵抗値が変化するものである。センサ素子19の抵抗値は、ハウジング2の内部に設けられた集積回路20(図1参照)により電圧値に変換・増幅され、変換・増幅された電圧値の信号(すなわち、ヒータ部材5の受けた圧力を示す信号)が、図示しないケーブル等を介してECU等の外部回路(図示せず)へと出力される。
Further, the
ところで、グロープラグ1を製造する際には、まず、ハウジング2内に、センサ固定部材10に取付けられた圧力センサ6を設ける。次いで、中軸4を、ヒータ部材5の後端部に設けられた筒状部21(本実施形態において、チューブ11の後端部が筒状部21に相当する)に挿通された状態で、ヒータ部材5に接続し、中軸4及びヒータ部材5を一体とする。そして、ヒータ部材5と一体とされた中軸4をハウジング2の先端側開口から挿入し、中軸4を圧力センサ6(ダイアフラム18)の貫通孔18Aに挿通する。本実施形態では、貫通孔18Aに対する中軸4の挿通性を高めるべく、中軸4が、次のように構成されている。
By the way, when the
すなわち、中軸4は、軸線CL1に沿って筒状部21の後端21Eを跨る範囲に形成された太径部41と、当該太径部41よりも後端側に位置し、自身の外径が太径部41の外径よりも小さい細径部42とを備えている。そして、細径部42は、中軸4の後端から少なくとも中軸4のうち前記貫通孔18Aに挿通される部位にかけて形成されている。つまり、中軸4のうち貫通孔18Aを通る部位の全域が細径部42とされている。
That is, the middle shaft 4 is positioned in the range extending across the
さらに、本実施形態では、中軸4及び圧力センサ6の接触に伴う、中軸4の圧力センサ6との短絡を防止すべく、細径部42のうち少なくとも貫通孔18Aに挿通される部位(最終的に、貫通孔18Aの内周に位置する部位)の外周には、所定の絶縁性材料からなる筒状の絶縁部材43が設けられている。絶縁部材43は、中軸4を貫通孔18Aに挿通する前段階に細径部42の外周に設けられ、貫通孔18Aに中軸4を挿通する際には、絶縁部材43を外周に有する細径部42が貫通孔18Aに挿通される。また、絶縁部材43は、細径部42の外周に設けられた状態において、自身の外径が太径部41の外径よりも小さくされている。
Furthermore, in this embodiment, in order to prevent a short circuit with the
加えて、絶縁部材43は、所定の熱収縮性を有する材料〔例えば、テフロン(登録商標)PFAやテフロン(登録商標)EFPなど〕により形成されている。尚、本実施形態では、前記熱収縮性を有する材料として、熱収縮前における絶縁部材43の内径が2.0mm以上2.5mm以下であるときに、熱収縮後における絶縁部材43の内径が1.55mm以下となるとともに、熱収縮後における絶縁部材43の肉厚が0.13mm以下となり、かつ、収縮率が20%以上45%以下のものが用いられている。このような材料により絶縁部材43を形成することで、絶縁部材43を加熱することで、中軸4の外周面に対する絶縁部材43の密着性が顕著に高まるようになっている。
In addition, the insulating
さらに、絶縁部材43の先端部は、中軸4のうち太径部41及び細径部42間に位置する段部44に接触するように構成されている。
Further, the distal end portion of the insulating
以上詳述したように、本実施形態によれば、中軸4のうち筒状部21の後端を跨る部位には、外径の比較的大きな太径部41が設けられている。従って、筒状部21の後端内周側に位置する中軸4の剛性をより高めることができ、内燃機関等の振動に伴い応力が加えられた際における、中軸4の破断をより確実に防止することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the portion of the middle shaft 4 that straddles the rear end of the
また、中軸4のうちその後端から少なくとも圧力センサ6の貫通孔18Aに挿通される部位までの間には、自身の外径が太径部41の外径よりも小さな細径部42が設けられている。従って、ハウジング2の先端側から貫通孔18Aに対して中軸4を挿通する際に、貫通孔18Aに中軸4を極めて容易に挿通することができ、中軸4の挿通性を著しく高めることができる。
In addition, a small-
さらに、本実施形態では、細径部42のうち少なくとも貫通孔18Aに挿通される部位の外周には、筒状の絶縁部材43が設けられている。従って、圧力センサ6と中軸4(細径部42)との接触に伴う、中軸4の圧力センサ6との短絡をより確実に防止することができる。
Further, in the present embodiment, a cylindrical insulating
加えて、本実施形態では、絶縁部材43の外径は、太径部41の外径よりも小さなものとされている。従って、上述した挿通性の向上効果を何ら損なうことなく、良好な挿通性を維持することができる。
In addition, in the present embodiment, the outer diameter of the insulating
また、貫通孔18Aの外径を大きくする必要がないため、圧力センサの検知精度が低下してしまうことを防止できる。
Further, since it is not necessary to increase the outer diameter of the through
さらに、絶縁部材43は、熱収縮性を有する材料によって形成されている。従って、絶縁部材43を加熱することで、中軸4に対する絶縁部材43の密着性ひいては中軸4及び絶縁部材43間で生じる摩擦力を高めることができる。その結果、内燃機関等の動作に伴う振動などにより、絶縁部材43が圧力センサ6の内周側から外れた位置にずれ動いてしまうことをより確実に防止でき、絶縁部材43を設けることによる中軸4の短絡防止効果をより確実に発揮させることができる。
Furthermore, the insulating
併せて、絶縁部材43の先端部が段部44に対して接触するように構成されているため、貫通孔18Aに中軸4を挿通する際や中軸4に振動が加えられた際などにおいて、絶縁部材43が先端側に向けてずれ動いてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、絶縁部材43を設けることによる中軸の短絡防止効果をより一層確実に発揮させることができる。
In addition, since the tip end portion of the insulating
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。 In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other application examples and modification examples not illustrated below are also possible.
(a)上記実施形態では、太径部41及び細径部42間に段部44が設けられているが、図3に示すように、中軸4のうち、太径部41の後端及び細径部42の先端を連接する部位に、後端側に向けて先細るテーパ部46を設けることとしてもよい。この場合には、中軸4に応力が加わった際において、中軸4の一部に対して局所的に応力が加わってしまうことをより確実に防止できる。その結果、応力が加えられた際における、中軸4の破断をより一層確実に防止することができる。
(A) In the above embodiment, the
また、テーパ部46を設ける場合には、絶縁部材43の先端部がテーパ部46に接触するように構成してもよい。この場合には、貫通孔18Aに中軸4を挿通する際などにおいて、絶縁部材43が先端側に向けてずれ動いてしまうことを抑制できる。その結果、絶縁部材43を設けることによる中軸4の短絡防止効果を一層確実に発揮させることができる。
Further, when the tapered
(b)上記実施形態では、ヒータ部材として、発熱コイル12を有するメタルヒータが用いられているが、ヒータ部材として、絶縁性セラミックからなる基体と、導電性セラミックからなる発熱素子とを備えるセラミックヒータを用いることとしてもよい。この場合、セラミックヒータ及びセラミックヒータの外周面に固定された筒状の金属製外筒の組立体をヒータ部材5とすることができる。そして、可動部材16は外筒に結合される。また、セラミックヒータを用いる場合において、セラミックヒータ及び中軸を接続する際には、先端側にセラミックヒータの後端部が挿通され、後端側に中軸の先端部が挿通される筒状のリング部材を用いてもよい。尚、この場合、前記リング部材が本発明の筒状部に相当する。
(B) In the above embodiment, a metal heater having the
(c)上記実施形態において、貫通孔18Aの内径は、軸線CL1に沿って一定とされているが、貫通孔18Aの内径が軸線CL1方向先端側に向けて徐々に大きくなるように構成してもよい。この場合には、貫通孔18Aに対する中軸4の挿通性をより一層高めることができる。
(C) In the above embodiment, the inner diameter of the through-
(d)上記実施形態における圧力センサ6の配置位置は例示であって、圧力センサ6の配置位置は、軸孔7内であれば、特に限定されるものではない。従って、例えば、軸孔7の後端側に圧力センサを設けることとしてもよい。
(D) The arrangement position of the
(e)上記実施形態では、センサ素子としてピエゾ抵抗体を挙げているが、利用可能なセンサ素子はこれに限定されるものではない。従って、例えば、センサ素子として、圧電素子等を用いることとしてもよい。 (E) In the above embodiment, a piezoresistor is cited as the sensor element, but usable sensor elements are not limited to this. Therefore, for example, a piezoelectric element or the like may be used as the sensor element.
(f)可動部材16は、軸線CL1方向に沿って変形可能であればよく、その形状は、特に限定されるものではない。従って、例えば、可動部材として、軸線CL1方向に沿って延びる蛇腹状の筒部を備えたものを用いることとしてもよい。また、軸線CL1と交差する方向に延び、軸線CL1方向に撓み変形可能な環状部材を用いることとしてもよい。
(F) The
(g)中軸4の外周にコーティングされた絶縁材料により、絶縁部材を構成することとしてもよい。 (G) The insulating member may be made of an insulating material coated on the outer periphery of the central shaft 4.
(h)太径部41に相当する部位と、細径部42に相当する部位とを別体で作製し、両部位を接合することで、中軸4を得ることとしてもよい。
(H) The part corresponding to the large-
1…グロープラグ(圧力センサ付きグロープラグ)、2…ハウジング、4…中軸、5…ヒータ部材、6…圧力センサ、7…軸孔、18A…貫通孔、21…筒状部、41…太径部、42…細径部、43…絶縁部材、44…段部、46…テーパ部、CL1…軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも自身の先端部が前記ハウジングの先端から突出した状態で、前記軸孔に挿設されるとともに、前記ハウジングに対して前記軸線方向に沿って相対変位可能なヒータ部材と、
前記軸線方向に延びる棒状をなすとともに、前記軸孔に挿通され、前記ヒータ部材への通電経路をなす中軸と、
前記ハウジングに直接又は間接的に固定されるとともに、前記ヒータ部材よりも後端側に配置され、前記ヒータ部材の相対変位に基づいて圧力を検知する圧力センサとを備え、
前記中軸の先端部が、前記ヒータ部材の後端部に設けられた筒状部に挿通された状態で、前記中軸及び前記ヒータ部材が接続された圧力センサ付きグロープラグであって、
前記圧力センサは、前記軸線方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記軸孔内に配置され、
前記中軸は、前記貫通孔に挿通されるとともに、
少なくとも前記軸線方向に沿って前記筒状部の後端を跨る範囲に形成された太径部と、
前記太径部よりも後端側に位置し、自身の外径が前記太径部の外径よりも小さい細径部とを有し、
前記細径部は、前記中軸の後端から少なくとも前記中軸のうち前記貫通孔に挿通される部位にかけて形成され、
前記細径部のうち少なくとも前記貫通孔に挿通される部位の外周には、自身の外径が前記太径部の外径よりも小さい筒状の絶縁部材が設けられることを特徴とする圧力センサ付きグロープラグ。 A cylindrical housing having an axial hole extending in the axial direction;
A heater member that is inserted into the shaft hole in a state where at least a tip portion of the housing protrudes from a tip of the housing, and is relatively displaceable along the axial direction with respect to the housing;
A central shaft that forms a rod shape extending in the axial direction, is inserted through the shaft hole, and forms an energization path to the heater member;
A pressure sensor that is directly or indirectly fixed to the housing, is disposed on the rear end side of the heater member, and detects a pressure based on a relative displacement of the heater member;
A glow plug with a pressure sensor to which the middle shaft and the heater member are connected in a state in which a tip portion of the middle shaft is inserted into a cylindrical portion provided at a rear end portion of the heater member,
The pressure sensor has a through hole penetrating in the axial direction, and is disposed in the axial hole.
The middle shaft is inserted through the through hole,
A large diameter portion formed in a range straddling the rear end of the cylindrical portion along at least the axial direction;
It is located on the rear end side from the large diameter portion, and has a small diameter portion whose own outer diameter is smaller than the outer diameter of the large diameter portion,
The narrow-diameter portion is formed from a rear end of the middle shaft to a portion inserted through the through hole in at least the middle shaft,
A pressure sensor having a cylindrical insulating member whose outer diameter is smaller than the outer diameter of the large-diameter portion is provided on an outer periphery of at least a portion of the small-diameter portion that is inserted into the through-hole. With glow plug.
前記絶縁部材の先端部が、前記段部に接触していることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧力センサ付きグロープラグ。 The middle shaft has a step portion located between the large diameter portion and the small diameter portion,
The glow plug with a pressure sensor according to claim 1, wherein a distal end portion of the insulating member is in contact with the stepped portion.
The glow plug with a pressure sensor according to claim 4, wherein a distal end portion of the insulating member is in contact with the tapered portion.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004132688A (en) * | 2002-08-12 | 2004-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug |
JP2006284011A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug with combustion pressure sensor |
JP2009092280A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug |
JP2009257733A (en) * | 2008-03-28 | 2009-11-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004132688A (en) * | 2002-08-12 | 2004-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug |
JP2006284011A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug with combustion pressure sensor |
JP2009092280A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug |
JP2009257733A (en) * | 2008-03-28 | 2009-11-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug |
JP2009257711A (en) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Substrate holding member for glow plug-integrated type combustion pressure sensor, glow plug integral type combustion pressure sensor using it, and glow plug with combustion pressure sensor |
JP2011522263A (en) * | 2008-06-04 | 2011-07-28 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | Pressure sensor for chamber measurement of internal combustion engines |
FR2955172A1 (en) * | 2010-01-12 | 2011-07-15 | Continental Automotive France | METAL FINGER GLASS CANDLE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016075403A (en) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 日本特殊陶業株式会社 | Glow plug |
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