JP2021011964A - 圧力センサ付きグロープラグ - Google Patents

Abstract

【課題】センサ信号線がバネ部とハウジングの内側面との間に挟まれて損傷することが防止された圧力センサ付きグロープラグを提供する。【解決手段】センサ信号線１７０は、軸線方向ＤＸについてバネ部２４１が存在する軸線方向範囲Ｈ内におけるハウジング１１０の内部空間Ｓのうち、第１平面Ｆ１に平行で且つ軸線ＡＸに直交する第１方向Ｄ１の一方側Ｄ１１にかかるバネ部２４１とハウジング１１０の内側面１１０ｃとの間の第１空間Ｓ１内、及び、第１方向Ｄ１の他方側Ｄ１２にかかるバネ部２４１とハウジング１１０の内側面１１０ｃとの間の第２空間Ｓ２内を通ることなく、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２を除いた空間（第３空間Ｓ３または第４空間Ｓ４）内を通るようにして、バネ部２４１と離間して設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、圧力センサ付きグロープラグに関する。

特許文献１には、圧力センサ付きグロープラグが開示されている。この圧力センサ付きグロープラグは、軸線に沿った軸線方向に延びる筒状のハウジングと、検出対象である圧力の変化に応じて軸線方向に変位可能にハウジングの内側に設けられた変位部材とを備える。この変位部材は、軸線方向に延びる棒状をなし、ハウジングの先端側開口から軸線方向の先端側に突出するヒータを有する。さらに、この圧力センサ付きグロープラグは、変位部材よりも軸線方向の後端側に設けられたヒータ用端子部材と、変位部材とヒータ用端子部材との間に位置して両者を接続するヒータ用接続部材とを備える。このヒータ用接続部材は、軸線方向に弾性変形可能なバネ部を有する。

特開２０１８−２１８５４号公報

さらに、この圧力センサ付きグロープラグは、ハウジング内のうちバネ部よりも軸線方向の先端側に位置し、変位部材の軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する圧力センサ（ダイヤフラム体と圧力検知素子を有する圧力センサ）を備える。

ところで、圧力センサ付きグロープラグでは、圧力センサによって検知された圧力を示す電気信号を外部に出力するためのセンサ信号線が必要である。そして、このセンサ信号線が、圧力センサに接続されて、ハウジング内を、圧力センサからバネ部よりも軸線方向の後端側の位置まで延びる形態とされることがある。すなわち、センサ信号線が、ハウジング内においてバネ部の側方を通るように設けられることがある。さらに、圧力センサ付きグロープラグでは、バネ部が、ハウジングの軸線に沿う第１平面に平行な方向に屈曲しつつ軸線方向の後端側から先端側に延びる形態とされることがある。このバネ部は、例えば、その屈曲部（湾曲部）が、第１平面に平行で且つ軸線に直交する第１方向に張り出すように折り曲げられた形状をなす。

このような圧力センサ付きグロープラグでは、ハウジングの内側面とバネ部との間隙寸法は、第１方向において最も小さくなる。具体的には、例えば、第１方向の一方側に張り出すように屈曲しているバネ部の屈曲部と、ハウジングの内側面のうち当該屈曲部に対して第１方向の一方側に位置する部位との間で、最も間隙寸法が小さくなる。あるいは、第１方向の他方側に張り出すように屈曲しているバネ部の屈曲部と、ハウジングの内側面のうち当該屈曲部に対して第１方向の他方側に位置する部位との間で、最も間隙寸法が小さくなる。しかも、バネ部が弾性変形（収縮）することによって、第１方向にかかるハウジングの内側面とバネ部との間隙寸法がより一層小さくなることがある。

このため、センサ信号線を、軸線方向についてバネ部が存在する軸線方向範囲内におけるハウジングの内部空間のうち、第１方向の一方側にかかるバネ部とハウジングの内側面との間の第１空間内、または、第１方向の他方側にかかる前記バネ部と前記ハウジングの内側面との間の第２空間内を通るように設けた場合には、弾性変形するバネ部がセンサ信号線に接触する虞があった。例えば、バネ部の弾性変形によって屈曲部がより一層第１方向に張り出して、バネ部の屈曲部とハウジングの内側面との間にセンサ信号線が挟まれる虞があった。これにより、センサ信号線が損傷する虞があった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、センサ信号線がバネ部とハウジングの内側面との間に挟まれて損傷することが防止された圧力センサ付きグロープラグを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、軸線に沿った軸線方向に延びる筒状のハウジングと、前記軸線方向に延びる棒状をなし、検出対象である圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位可能に前記ハウジングの内側に設けられた変位部材であって、前記ハウジングの先端側開口から前記軸線方向の先端側に突出するヒータを有する変位部材と、前記変位部材よりも前記軸線方向の後端側に設けられたヒータ用端子部材と、前記変位部材と前記ヒータ用端子部材との間に位置して両者を接続するヒータ用接続部材であって、前記軸線方向に弾性変形可能なバネ部を有するヒータ用接続部材と、前記バネ部よりも前記軸線方向の先端側に位置し、前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて前記圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサによって検知された前記圧力を示す電気信号を外部に出力するためのセンサ信号線と、を備える圧力センサ付きグロープラグであって、前記センサ信号線は、前記圧力センサに接続されて、前記ハウジング内を前記圧力センサから前記バネ部よりも前記軸線方向の前記後端側の位置まで延びる形態を有し、前記バネ部は、前記軸線に沿う第１平面に平行な方向に屈曲しつつ前記軸線方向の前記後端側から前記先端側に延びる形態を有し、前記センサ信号線は、前記軸線方向について前記バネ部が存在する軸線方向範囲内における前記ハウジングの内部空間のうち、前記第１平面に平行で且つ前記軸線に直交する第１方向の一方側にかかる前記バネ部と前記ハウジングの内側面との間の第１空間内、及び、前記第１方向の他方側にかかる前記バネ部と前記ハウジングの内側面との間の第２空間内を通ることなく、前記第１空間及び前記第２空間を除いた空間内を通るようにして、前記バネ部と離間して設けられている圧力センサ付きグロープラグである。

上述の圧力センサ付きグロープラグでは、変位部材とヒータ用端子部材との間に位置して両者を接続するヒータ用接続部材が、軸線方向に弾性変形可能なバネ部を有している。さらに、センサ信号線が、圧力センサに接続されて、ハウジング内を、圧力センサからバネ部よりも軸線方向の後端側の位置まで延びる形態を有している。すなわち、センサ信号線が、ハウジング内においてバネ部の側方を通るように設けられている。なお、圧力センサは、例えば、変位部材に接続されたダイヤフラム体と、このダイヤフラム体上に設けられた圧力検知素子とを有する。

さらに、上述の圧力センサ付きグロープラグでは、バネ部が、ハウジングの軸線に沿う第１平面に平行な方向に屈曲しつつ軸線方向の後端側から先端側に延びる形態を有している。このバネ部は、例えば、その屈曲部（湾曲部）が、第１平面に平行で且つ軸線に直交する第１方向に張り出すように折り曲げられた形状をなす。

このような圧力センサ付きグロープラグでは、前述したように、ハウジングの内側面とバネ部との間隙寸法は、第１方向において最も小さくなる。しかも、バネ部が弾性変形（収縮）することによって、第１方向にかかるハウジングの内側面とバネ部との間隙寸法がより一層小さくなることがある。このため、センサ信号線を、軸線方向についてバネ部が存在する軸線方向範囲内におけるハウジングの内部空間のうち、第１方向の一方側にかかるバネ部とハウジングの内側面との間の第１空間内、または、第１方向の他方側にかかる前記バネ部と前記ハウジングの内側面との間の第２空間内を通るように設けた場合には、弾性変形するバネ部とハウジングの内側面との間にセンサ信号線が挟まれて、センサ信号線が損傷する虞があった。

これに対し、上述の圧力センサ付きグロープラグでは、センサ信号線は、軸線方向についてバネ部が存在する軸線方向範囲内におけるハウジングの内部空間のうち、前記第１空間内及び前記第２空間内を通ることなく、前記第１空間及び前記第２空間を除いた空間内を通るようにして、バネ部と離間して設けられている。具体的には、センサ信号線は、軸線方向についてバネ部が存在する軸線方向範囲内におけるハウジングの内部空間のうち、第１方向及び軸線方向に直交する第２方向について第１空間及び第２空間よりも一方側に位置する第３空間内、または、第２方向について第１空間及び第２空間よりも他方側に位置する第４空間内を通るようにして、バネ部と離間して設けられている。これにより、センサ信号線がバネ部とハウジングの内側面との間に挟まれて損傷することを防止できる。

さらに、前記の圧力センサ付きグロープラグであって、前記バネ部は、断面円形状の線材が波状に折り曲げられた形態を有する圧力センサ付きグロープラグとすると良い。

この圧力センサ付きグロープラグでは、バネ部として、断面円形状の線材を波状に折り曲げた形態のバネ部を有している。このようなバネ部は、形成容易で安価である。

さらに、前記の圧力センサ付きグロープラグであって、前記バネ部は、前記軸線方向の前記後端側に位置するバネ後端部と、前記軸線方向の前記先端側に位置するバネ先端部と、を有し、前記バネ後端部から前記バネ先端部まで延びる前記バネ部の中心線上を、前記バネ後端部に位置する後端を始点として前記バネ先端部に位置する先端を終点として進行したときに、前記先端側から前記後端側に向かうことなく、前記後端側から前記先端側に向かって進行するように屈曲している圧力センサ付きグロープラグとすると良い。

バネ部の曲がりの程度を大きくすると、バネ部の曲げ加工時にしわなどが発生して、バネ部の強度が低下する虞がある。これに対し、上述の圧力センサ付きグロープラグでは、バネ部の形状が、バネ後端部からバネ先端部まで延びるバネ部の中心線（バネ部の径方向中心を通る線）上を、バネ後端部に位置する中心線の後端を始点として、バネ先端部に位置する中心線の先端を終点として進行したときに、前記先端側から前記後端側に向かう（すなわち、終点側から始点側に戻る）ことなく、前記後端側（始点側）から前記先端側（終点側）に向かって進行する形状とされている。このような形状とすることで、バネ部の曲がりの程度を小さくすることができるので、バネ部の曲げ加工時に皺などが発生してバネ部の強度が低下することを防止できる。

さらに、前記いずれかの圧力センサ付きグロープラグであって、前記変位部材は、前記後端側に開口する挿入孔を有し、前記ヒータ用接続部材のうち前記軸線方向の前記先端側に位置する先端部は、前記挿入孔に挿入された状態で前記変位部材に固定されている圧力センサ付きグロープラグとすると良い。

上述の圧力センサ付きグロープラグでは、ヒータ用接続部材のうち軸線方向の先端側に位置する先端部が、変位部材の挿入孔に挿入された状態で変位部材に固定されている。このようにすることで、変位部材とバネ部を有するヒータ用接続部材とを、適切に連結（接続）することができる。

さらに、前記いずれかの圧力センサ付きグロープラグであって、前記バネ部と前記センサ信号線との間には、電気絶縁部材が介在している圧力センサ付きグロープラグとすると良い。

従来、バネ部を有するヒータ用接続部材は、金属からなり、当該ヒータ用接続部材を通じてヒータ用端子部材からヒータに電力を供給する部材として用いられている。このため、ヒータ用接続部材に含まれるバネ部には、ヒータ通電用の大きな電流が流れることがある。従って、バネ部とセンサ信号線との間を電気的に絶縁することが求められる。これに対し、上述の圧力センサ付きグロープラグでは、バネ部とセンサ信号線との間に電気絶縁部材を介在させている。これにより、バネ部とセンサ信号線との間を適切に電気絶縁することができる。

実施形態にかかる圧力センサ付きグロープラグの部分断面図である。 同圧力センサ付きグロープラグの他の部分断面図である。 図１のＢ部拡大図である。 図２のＣ部拡大図である。 圧力センサ付きグロープラグの一部の内部構造を示す斜視図である。 図３のＤ−Ｄの位置で圧力センサ付きグロープラグを切断した断面図である。

次に、本発明の実施形態にかかる圧力センサ付きグロープラグ１０について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態にかかる圧力センサ付きグロープラグ１０の部分縦断面図であって、軸線ＡＸを含む位置で圧力センサ付きグロープラグ１０を軸線方向ＤＸ（軸線ＡＸに沿う方向）に部分的に切断した部分断面図である。図２は、図１と比較して軸線ＡＸの周りに９０度ずれた位置における、圧力センサ付きグロープラグ１０の部分縦断面図である。図３は、図１のＢ部拡大図である。図４は、図２のＣ部拡大図である。なお、図１〜図４では、圧力センサ付きグロープラグ１０の軸線方向ＤＸのうち、ヒータ１３１が配置された側（図中下側）を先端側ＸＳ、これと反対側（図中上側）を後端側ＸＫとする。

本実施形態の圧力センサ付きグロープラグ１０は、ヒータ１３１を含む変位部材１３０を備える圧力センサである（図１及び図２参照）。この圧力センサ付きグロープラグ１０は、ディーゼルエンジンの内燃機関本体（図示なし）に取り付けられ、燃焼室内の圧力（燃焼圧）を検知し、さらには、燃焼室内を加熱（予熱）する。

具体的には、圧力センサ付きグロープラグ１０は、軸線方向ＤＸ（図１及び図２において上下方向）に延びる筒状のハウジング１１０と、検出対象である圧力（燃焼圧）の変化に応じて軸線方向ＤＸに変位可能にハウジング１１０の内側に設けられた変位部材１３０とを備える。この変位部材１３０は、軸線方向ＤＸに延びる棒状をなし、ハウジング１１０の先端側開口１１０ｂから軸線方向ＤＸの先端側ＸＳ（図１及び図２において下方）に突出するヒータ１３１を有する。

さらに、この圧力センサ付きグロープラグ１０は、変位部材１３０よりも軸線方向ＤＸの後端側ＸＫ（図１及び図２において上方）に設けられたヒータ用端子部材２２０と、変位部材１３０とヒータ用端子部材２２０との間に位置して両者を接続するヒータ用接続部材２４０とを備える。このヒータ用接続部材２４０は、ハウジング１１０内に位置して軸線方向ＤＸに弾性変形可能なバネ部２４１を有する。

さらに、この圧力センサ付きグロープラグ１０は、ハウジング１１０内のうちバネ部２４１よりも軸線方向ＤＸの先端側ＸＳに配置されて、変位部材１３０の軸線方向ＤＸの変位に基づいて圧力（燃焼圧）を検知する圧力センサ１６０と、圧力センサ１６０によって検知された圧力を示す電気信号を外部に出力するためのセンサ信号線１７０（図２及び図４参照）と、コネクタ部材２００と、保護筒２１０とを備える。

ハウジング１１０は、金属からなり、第１ハウジング部１１１と、第２ハウジング部１１２とを有し、これらが、軸線方向ＤＸの先端側ＸＳから後端側ＸＫに向かって順に配置されている。

第１ハウジング部１１１は、円筒部１１１ｂと、円筒部１１１ｂから先端側ＸＳに向かって縮径するテーパー状（傾斜面状）のシール部１１１ｃとを有している（図１及び図２参照）。シール部１１１ｃの先端側ＸＳに位置する先端側開口１１０ｂからは、変位部材１３０のヒータ１３１が露出（突出）している。なお、先端側開口１１０ｂの内径は、変位部材１３０の外径よりも大きくされている。

本実施形態の圧力センサ付きグロープラグ１０は、第１ハウジング部１１１のシール部１１１ｃの少なくとも一部が、取付対象体としての内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）に接触する態様で、変位部材１３０に含まれるヒータ１３１の先端側ＸＳが燃焼室内に配置されるようにして、シリンダヘッドに取り付けられる。このようにして、圧力センサ付きグロープラグ１０がシリンダヘッドに装着される際、シール部１１１ｃの少なくとも一部が、シリンダヘッドのプラグ開口部（図示しない）に押圧接触されることで、内燃機関の燃焼室の気密が実現される。

また、第２ハウジング部１１２の外周面には、圧力センサ付きグロープラグ１０を内燃機関のシリンダヘッドに固定するためのネジ部１１２ｂ（雄ネジ）が形成されている（図１及び図２参照）。従って、圧力センサ付きグロープラグ１０は、ネジ部１１２ｂが、シリンダヘッドのプラグ取り付け穴に形成されている雌ネジ（図示せず）と螺合することによって、内燃機関に固定される。

さらに、第２ハウジング部１１２の後端側ＸＫには、円筒形状のコネクタ部材２００が設けられている（図１及び図２参照）。このコネクタ部材２００の内側には、ヒータ用端子部材２２０と、センサ用端子部材２３０とが設けられている。また、ハウジング１１０（第２ハウジング部１１２）とコネクタ部材２００とは、円筒形状の保護筒２１０によって機械的に接続されている。

また、変位部材１３０は、軸線方向ＤＸに延びる形態を有し、軸線方向ＤＸの先端側ＸＳ（燃焼室側）から受けた圧力（燃焼圧）の変化に応じて軸線方向ＤＸに変位する。この変位部材１３０は、ヒータ１３１と、ヒータ１３１の周囲を覆う外筒１３２と、ヒータ１３１よりも後端側ＸＫに配置されている中軸１３３と、ヒータ１３１と中軸１３３とを接続するリング１３４とを備えている（図１及び図２参照）。

このうち、ヒータ１３１は、セラミック組成物からなる棒状の発熱素子である。このヒータ１３１は、軸線方向ＤＸに延びる棒状の基体１３１ａと、この基体１３１ａに内包されている所定のパターンを有する抵抗発熱体（図示しない）とを備える。基体１３１ａは、電気絶縁性を有する絶縁性セラミック材料によって形成されており、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）を主成分とする絶縁性セラミック材料が用いられる。

また、発熱抵抗体は、導電性を有する導電性セラミック材料によって形成されており、導電性セラミック材料としては、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）と窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）の混合物を主成分とする導電性セラミック材料が用いられる。この発熱抵抗体には、正電極と負電極（図示しない）とが接続されており、正電極は、リング１３４と電気的に接続されており、負電極は、外筒１３２に対して電気的に接続されている。

外筒１３２は、円筒状の金属製部材であり、例えば、ステンレス鋼によって形成される。外筒１３２には、ヒータ１３１が挿入されており、その先端と後端からはヒータ１３１が露出している。なお、ヒータ１３１は、外筒１３２内に圧入されて、あるいは、外筒１３２内に挿入されてロウ付け等されることで、外筒１３２に固定されている。ヒータ１３１が金属製の外筒１３２の内側に固定されていることで、ヒータ１３１を含む変位部材１３０が、外筒１３２を通じて、金属製のダイヤフラム体１４０と溶接によって接合可能とされている。

中軸１３３は、円柱状の金属製部材であり、例えば、ステンレス鋼によって形成される。また、リング１３４は、円筒状の金属製部材であり、例えば、ステンレス鋼によって形成される。リング１３４の先端側ＸＳには、ヒータ１３１の後端部が挿入されている。なお、ヒータ１３１の後端部は、リング１３４内に圧入されて、あるいは、リング１３４内に挿入されてロウ付け等されることで、リング１３４に固定されている。また、リング１３４の後端側ＸＫには、中軸１３３の先端部が挿入されている。なお、中軸１３３の先端部は、リング１３４内に圧入されて、あるいは、リング１３４内に挿入されてロウ付け等されることで、リング１３４に固定されている。これにより、ヒータ１３１と中軸１３３とは、リング１３４によって、機械的に接続されると共に電気的に接続される（図１及び図２参照）。また、中軸１３３の後端部は、導電性を有するヒータ用接続部材２４０を介して、ヒータ用端子部材２２０と機械的に且つ電気的に接続されている。

ヒータ用接続部材２４０は、断面円形状の金属製の線材からなり、軸線方向ＤＸに延びる線形状をなしている。このヒータ用接続部材２４０のうち軸線方向ＤＸの先端側ＸＳに位置する先端部２４０ｂは、変位部材１３０（中軸１３３）に固定されている。具体的には、変位部材１３０（中軸１３３）は、後端側に開口する円筒形状の挿入孔１３０ｄを有している（図３参照）。そして、ヒータ用接続部材２４０の先端部２４０ｂは、変位部材１３０（中軸１３３）の挿入孔１３０ｄに挿入された状態で、変位部材１３０（中軸１３３）に溶接されて固定されている。一方、ヒータ用接続部材２４０の後端部２４０ｃは、ヒータ用端子部材２２０に固定されている。

このヒータ用接続部材２４０は、連結部２４２と、この連結部２４２よりも先端側ＸＳに位置するバネ部２４１とを有する（図１及び図２参照）。連結部２４２は、軸線方向ＤＸに沿って直線状に延びる形態をなしている。バネ部２４１は、軸線ＡＸに沿う第１平面Ｆ１（図１及び図３において紙面に平行な平面）に平行な方向に屈曲しつつ、軸線方向ＤＸの後端側ＸＫから先端側ＸＳに延びる形態を有している。より具体的には、バネ部２４１は、断面円形状の線材が、第１平面Ｆ１に沿って波状（Ｓ字状）に折り曲げられた形態を有する（図３参照）。換言すれば、バネ部２４１は、その屈曲部（湾曲部）である第１屈曲部２４３及び第２屈曲部２４４が、第１平面Ｆ１に平行で且つ軸線ＡＸに直交する第１方向Ｄ１（図１及び図３において左右方向）に張り出すように折り曲げられた形状をなしている。

ところで、バネ部２４１の曲がりの程度を大きくすると、バネ部２４１の曲げ加工時に皺などが発生して、バネ部２４１の強度が低下する虞がある。これに対し、本実施形態では、図３に示すように、バネ部２４１の形状が、バネ部２４１のバネ後端部２４１ｃからバネ先端部２４１ｂまで延びるバネ部２４１の中心線ＣＬ（バネ部２４１の径方向中心を通る線）上を、バネ部２４１のバネ後端部２４１ｃに位置する中心線ＣＬの後端ＣＬＫを始点として、バネ部２４１のバネ先端部２４１ｂに位置する中心線ＣＬの先端ＣＬＳを終点として進行したときに、先端側ＸＳから後端側ＸＫに向かう（図３において下側から上側に向かう）ことなく、後端側ＸＫから先端側ＸＳに向かって（図３において上側から下側に向かう）進行する形状とされている。このような形状とすることで、バネ部２４１の曲がりの程度を小さくすることができるので、バネ部２４１の曲げ加工時に皺などが発生してバネ部２４１の強度が低下することを防止できる。

このヒータ用接続部材２４０は、燃焼室内の圧力変動によって変位部材１３０が軸線方向ＤＸに変位するのに伴って、バネ部２４１が軸線方向ＤＸに弾性的に伸縮することで、変位部材１３０の変位を吸収する。

なお、本実施形態では、ヒータ用接続部材２４０は、電気絶縁性の樹脂からなる包囲部材１８０と一体に成形されている。この包囲部材１８０は、ヒータ用接続部材２４０の連結部２４２の周囲を包囲する円筒形状の包囲部１８０ｂと、この包囲部１８０ｂから先端側ＸＳに延びる第１壁部１８０ｃ及び第２壁部１８０ｄとを有する（図４及び図５参照）。第１壁部１８０ｃと第２壁部１８０ｄとは、第１方向Ｄ１及び軸線方向ＤＸに直交する方向（第２方向Ｄ２とする、図４において左右方向）に間隙を空けて離間しており、第１壁部１８０ｃと第２壁部１８０ｄとの間隙内に、ヒータ用接続部材２４０のバネ部２４１が配置されている。従って、本実施形態では、ヒータ用接続部材２４０とハウジング１１０との間に、電気絶縁性の包囲部材１８０が介在している。なお、図５は、圧力センサ付きグロープラグ１０のうち図１のＢ部に相当する部分の斜視図である。但し、図５では、第２ハウジング部１１２の後端側ＸＫの部位を切除した状態を示している。

本実施形態の圧力センサ付きグロープラグ１０では、電力供給配線（図示しない）を通じて、外部電源からヒータ用端子部材２２０に対して電力が入力され、入力された電力が、ヒータ用接続部材２４０、中軸１３３、リング１３４を通じて、ヒータ１３１の正電極に供給されるように構成されている。

圧力センサ１６０は、変位部材１３０（外筒１３２）に接続されたダイヤフラム体１４０と、このダイヤフラム体１４０上に設けられた圧力検知素子１５０とを有する（図１及び図２参照）。ダイヤフラム体１４０は、平面視円環状の金属製部材であり、その外周部分が第１ハウジング部１１１と第２ハウジング部１１２との間に挟まれる態様で、ハウジング１１０に保持（固定）されている。

このダイヤフラム体１４０は、ハウジング１１０内において、変位部材１３０を軸線方向ＤＸに変位可能に保持している。より具体的には、変位部材１３０が、ダイヤフラム体１４０の貫通孔に挿通された態様で、ダイヤフラム体１４０の内側に固定されている。ダイヤフラム体１４０は、燃焼室内の圧力の変化に伴う変位部材１３０の変位に応じて、当該ダイヤフラム体１４０の径方向に歪みが生じるように構成されている。ダイヤフラム体１４０の表面には、圧力検知素子１５０が搭載されている。圧力検知素子１５０は、平面視矩形状であり、ダイヤフラム体１４０の中心（軸線ＡＸに一致する）について対称な位置に２つ設けられている。

センサ信号線１７０は、圧力センサ１６０によって検知された圧力（燃焼圧）を示す電気信号を外部に出力する。このセンサ信号線１７０は、圧力センサ１６０に接続されて、ハウジング１１０内を、圧力センサ１６０からバネ部２４１よりも軸線方向ＤＸの後端側ＸＫの位置まで延びる形態を有する。従って、センサ信号線１７０は、ハウジング１１０内においてバネ部２４１の側方を通るように設けられている。より具体的には、センサ信号線１７０の先端側ＸＳが、圧力センサ１６０の端子（図示なし）に接続され、センサ信号線１７０の後端側ＸＫが、コネクタ部材２００の内側に設けられたセンサ用端子部材２３０に接続されている。なお、本実施形態では、センサ信号線１７０は、フレキシブルプリント配線板によって構成されている。

ところで、本実施形態の圧力センサ付きグロープラグ１０では、ハウジング１１０の内側面１１０ｃとバネ部２４１との間隙寸法は、第１方向Ｄ１（図３において左右方向）において最も小さくなる（図３及び図４参照）。より具体的には、ハウジング１１０の内側面１１０ｃとバネ部２４１の第１屈曲部２４３の外側面２４３ｂとの第１方向Ｄ１の間隙寸法、または、ハウジング１１０の内側面１１０ｃとバネ部２４１の第２屈曲部２４４の外側面２４４ｂとの第１方向Ｄ１の間隙寸法が、最も小さくなる。しかも、この間隙寸法は、バネ部２４１が弾性変形（収縮）することによってより一層小さくなる。

このため、センサ信号線１７０を、軸線方向ＤＸについてバネ部２４１が存在する軸線方向範囲Ｈ内におけるハウジング１１０の内部空間Ｓのうち、第１方向Ｄ１の一方側Ｄ１１（図３及び図６において右側）にかかるバネ部２４１とハウジング１１０の内側面１１０ｃとの間の第１空間Ｓ１内、または、第１方向Ｄ１の他方側Ｄ１２（図３及び図６において左側）にかかるバネ部２４１とハウジング１１０の内側面１１０ｃとの間の第２空間Ｓ２内を通るように設けた場合には、弾性変形するバネ部２４１とハウジング１１０の内側面１１０ｃとの間にセンサ信号線１７０が挟まれて、センサ信号線１７０が損傷する虞があった。なお、図６は、図３のＤ−Ｄの位置で、圧力センサ付きグロープラグ１０を切断したときの断面図である。

これに対し、本実施形態の圧力センサ付きグロープラグ１０では、センサ信号線１７０は、軸線方向ＤＸについてバネ部２４１が存在する軸線方向範囲Ｈ内におけるハウジング１１０の内部空間Ｓのうち、第１空間Ｓ１内及び第２空間Ｓ２内を通ることなく、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２を除いた空間（第３空間Ｓ３または第４空間Ｓ４）内を通るようにして、バネ部２４１と離間して設けられている。より具体的には、本実施形態では、センサ信号線１７０は、軸線方向範囲Ｈ内において、包囲部材１８０の第２壁部１８０ｄの外側平面１８０ｆに接着されることで、バネ部２４１及びハウジング１１０とは離間しつつ、第３空間Ｓ３内を通るように設けられている（図６参照）。これにより、センサ信号線１７０がバネ部２４１とハウジング１１０の内側面１１０ｃとの間に挟まれて損傷することを防止できる。

なお、第３空間Ｓ３は、軸線方向範囲Ｈ内におけるハウジング１１０の内部空間Ｓのうち、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２よりも第２方向Ｄ２の一方側Ｄ２１（図６において上側）に位置する空間である。また、第４空間Ｓ４は、軸線方向範囲Ｈ内におけるハウジング１１０の内部空間Ｓのうち、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２よりも第２方向Ｄ２の他方側Ｄ２２（図６において下側）に位置する空間である。図６では、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２と第３空間Ｓ３との境界Ｋ１、及び、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２と第４空間Ｓ４との境界Ｋ２を、仮想線で示している。

また、バネ部２４１には、ヒータ１３１に供給される大きな電流が流れるため、バネ部２４１とセンサ信号線１７０との間を電気的に絶縁することが求められる。これに対し、本実施形態では、バネ部２４１とセンサ信号線１７０との間に、電気絶縁性の第２壁部１８０ｄ（電気絶縁部材）を介在させている（図６参照）。これにより、バネ部２４１とセンサ信号線１７０との間を適切に電気絶縁することができる。

また、本実施形態では、バネ部２４１のバネ定数Ｋａとダイヤフラム体１４０のバネ定数Ｋｂとが、Ｋａ／Ｋｂ＜０．０２の関係を満たしている。具体的には、Ｋａ＝０．３ｋＮ／ｍｍ、Ｋｂ＝６０ｋＮ／ｍｍとして、Ｋａ／Ｋｂ＝０．００５としている。Ｋａ／Ｋｂ＜０．０２の関係を満たすようにすることで、圧力センサ１６０の感度を良好にすることができる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、ヒータ１３１として、セラミック組成物からなる棒状の発熱素子を例示したが、本発明の圧力センサ付きグロープラグに用いられるヒータは、これに限定されるものではない。例えば、ヒータとして、金属製の発熱コイルが金属製のチューブ内に配置された構造の発熱素子を用いても良い。

１０ 圧力センサ付きグロープラグ
１１０ ハウジング
１１０ｂ 先端側開口
１１０ｃ 内側面
１３０ 変位部材
１３０ｄ 挿入孔
１３１ ヒータ
１４０ ダイヤフラム体
１５０ 圧力検知素子
１６０ 圧力センサ
１７０ センサ信号線
１８０ 包囲部材（電気絶縁部材）
１８０ｄ 第２壁部（電気絶縁部材）
２００ コネクタ部材
２２０ ヒータ用端子部材
２４０ ヒータ用接続部材
２４０ｂ 先端部
２４１ バネ部
２４１ｂ バネ先端部
２４１ｃ バネ後端部
ＡＸ 軸線
ＣＬ 中心線
ＣＬＳ 中心線の先端
ＣＬＫ 中心線の後端
Ｄ１ 第１方向
Ｄ１１ 一方側
Ｄ１２ 他方側
Ｄ２ 第２方向
ＤＸ 軸線方向
Ｆ１ 第１平面
Ｈ 軸線方向範囲
Ｓ 内部空間
Ｓ１ 第１空間
Ｓ２ 第２空間
Ｓ３ 第３空間
Ｓ４ 第４空間
ＸＳ 軸線方向の先端側
ＸＫ 軸線方向の後端側

Claims (5)

1. 軸線に沿った軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
   前記軸線方向に延びる棒状をなし、検出対象である圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位可能に前記ハウジングの内側に設けられた変位部材であって、前記ハウジングの先端側開口から前記軸線方向の先端側に突出するヒータを有する変位部材と、
   前記変位部材よりも前記軸線方向の後端側に設けられたヒータ用端子部材と、
   前記変位部材と前記ヒータ用端子部材との間に位置して両者を接続するヒータ用接続部材であって、前記軸線方向に弾性変形可能なバネ部を有するヒータ用接続部材と、
   前記バネ部よりも前記軸線方向の先端側に位置し、前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて前記圧力を検知する圧力センサと、
   前記圧力センサによって検知された前記圧力を示す電気信号を外部に出力するためのセンサ信号線と、を備える
   圧力センサ付きグロープラグであって、
   前記センサ信号線は、前記圧力センサに接続されて、前記ハウジング内を前記圧力センサから前記バネ部よりも前記軸線方向の前記後端側の位置まで延びる形態を有し、
   前記バネ部は、前記軸線に沿う第１平面に平行な方向に屈曲しつつ前記軸線方向の前記後端側から前記先端側に延びる形態を有し、
   前記センサ信号線は、前記軸線方向について前記バネ部が存在する軸線方向範囲内における前記ハウジングの内部空間のうち、前記第１平面に平行で且つ前記軸線に直交する第１方向の一方側にかかる前記バネ部と前記ハウジングの内側面との間の第１空間内、及び、前記第１方向の他方側にかかる前記バネ部と前記ハウジングの内側面との間の第２空間内を通ることなく、前記第１空間及び前記第２空間を除いた空間内を通るようにして、前記バネ部と離間して設けられている
   圧力センサ付きグロープラグ。
2. 請求項１に記載の圧力センサ付きグロープラグであって、
   前記バネ部は、断面円形状の線材が波状に折り曲げられた形態を有する
   圧力センサ付きグロープラグ。
3. 請求項２に記載の圧力センサ付きグロープラグであって、
   前記バネ部は、
   前記軸線方向の前記後端側に位置するバネ後端部と、前記軸線方向の前記先端側に位置するバネ先端部と、を有し、
   前記バネ後端部から前記バネ先端部まで延びる前記バネ部の中心線上を、前記バネ後端部に位置する後端を始点として前記バネ先端部に位置する先端を終点として進行したときに、前記先端側から前記後端側に向かうことなく、前記後端側から前記先端側に向かって進行するように屈曲している
   圧力センサ付きグロープラグ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧力センサ付きグロープラグであって、
   前記変位部材は、前記後端側に開口する挿入孔を有し、
   前記ヒータ用接続部材のうち前記軸線方向の前記先端側に位置する先端部は、前記挿入孔に挿入された状態で前記変位部材に固定されている
   圧力センサ付きグロープラグ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の圧力センサ付きグロープラグであって、
   前記バネ部と前記センサ信号線との間には、電気絶縁部材が介在している
   圧力センサ付きグロープラグ。

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