JP4558179B2 - 圧力センサユニット及びその取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力センサユニットとその取付構造とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の燃焼状態やノッキング検出、あるいは燃費向上や排気ガス清浄化等を目的として、スパークプラグに内蔵した圧力センサにより内燃機関の燃焼室内の圧力を検出することが行なわれている。このような目的に使用される圧力センサ内蔵型スパークプラグの概略は以下のようなものである。すなわち、スパークプラグの主体金具に形成された取付ねじ部の基端位置に、外側からリング状の圧電セラミック素子からなる圧力センサ素子を出力取出用のリング状電極とともにはめ込み、鍔状のセンサ保持部にてこれを受けるとともに、全体を外側からセンサケースにて覆う。リング状電極からの出力リード線はセンサケースから後方に取り出される。取付ねじ部においてスパークプラグを内燃機関のプラグホールに取り付けると、圧力センサはセンサケースを介してプラグホールの開口外縁部に押し付けられる。燃焼圧はセンサケースを介して圧力センサに伝わる。圧力センサは、圧電効果により、検出した圧力レベルに応じた電圧を、センサ出力リード線を介して出力することとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、省スペース化を推し進めた最近のエンジン、特に自動車用ガソリンエンジンにおいては、スパークプラグを取り付けるシリンダヘッド周辺の機構が複雑化しており、深いプラグホール内にスパークプラグを取り付ける構造のエンジンでは、プラグホール断面積の縮小が余儀なくされている。また、プラグホールの内周面には、エンジンオイルの漏れ込みを阻止するためプラグチューブがはめ込まれているが、該プラグチューブもプラグホール内スペースを消費する要素の一つである。その結果、その内側に配置される圧力センサユニットは、プラグホール底への着脱を行なうためのガイド部材などの、周辺部品の取り付けスペースを確保しにくくなっている。
【０００４】
本発明の課題は、断面の小さいプラグホール内においても、ガイド部材などの周辺部品用のスペース確保を容易に行なうことができる圧力センサユニットと、その取付構造とを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記の課題を解決するために、本発明の圧力センサユニットは、
プラグホール底に形成された取付孔に取り付けられるスパークプラグの主体金具の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部と、取付孔の開口周縁部との間に配置されるようにリング状の圧力センサ素子が組み込まれたユニット本体部が、プラグホール内に配置されるとともに、プラグホールの内周面を覆うプラグチューブがユニット本体部に一体的に設けられ、
ユニット本体部は金属材料にて構成されるとともに、プラグチューブは高分子材料にて構成され、
プラグチューブは、ユニット本体部側に設けられかつ全体が柔軟弾性材料で構成された接続部にてユニット本体部と結合されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の圧力センサユニットの取付構造は、
プラグホール底に形成された取付孔に取り付けられるスパークプラグの主体金具の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部と、取付孔の開口周縁部との間に、圧力センサユニットのユニット本体部に組み込まれた圧力センサ素子が配置され、ユニット本体部に一体化されたプラグチューブにより、プラグホールの内周面が覆われ、
ユニット本体部は金属材料にて構成されるとともに、プラグチューブは高分子材料にて構成され、
プラグチューブは、ユニット本体部側に設けられかつ全体が柔軟弾性材料で構成された接続部にてユニット本体部と結合されていることを特徴とする。
【０００７】
従来は、プラグチューブが、圧力センサユニットとは全くの別部品としてプラグホール内に取り付けられていたので、圧力センサユニットにガイド部材を取り付けると、プラグホール内のスペースは、プラグチューブとガイド部材との両方に消費される形となっていた。しかしながら、上記本発明によると、プラグチューブを圧力センサユニットのユニット本体部に一体化したので、該プラグチューブを、ユニット本体部をプラグホールに対して着脱するためのガイド部材として活用できる。その結果、プラグホール内の省スペース化を有効に図ることができ、例えば、センサ出力リード線や点火コイルなどの配置の便宜を向上させることが可能となる。
【０００８】
なお、本明細書の特許請求の範囲において各要件に付与した符号は、添付の図面の対応部分に付された符号を援用して用いたものであるが、あくまで発明の理解を容易にするために付与したものであり、特許請求の範囲における各構成要件の概念を何ら限定するものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態をなす圧力センサユニット１を、シリンダヘッドＳＨへの取付状態にて示す断面図である。圧力センサユニット１は、底面にスパークプラグ挿通孔４が形成された筒状のユニット本体部２を有し、スパークプラグ挿通孔４を取り囲む形態でリング状の圧力センサ素子３がこれに組み込まれている。図１（ａ）に示すように、ユニット本体部２の軸線Ｏの方向において、圧力センサ素子３の位置する側を前端側としたとき、ユニット本体部２は、該前端側からプラグホールＰＨ内に挿入・固定される。
【００１０】
プラグホールＰＨの内面は、図２に示すように、底部が段部ＤＢにて若干縮径されることにより縮径部ＰＳとされ、圧力センサユニット１は、該ユニット本体部２の下端部が該縮径部ＰＳ内に配置される。プラグホールの底面にはスパークプラグ１００の取付孔ＰＦが雌ねじ孔の形で形成されている。そして、図２に示すように、ユニット本体部２の底面外周縁部は、取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳに密着するとともに、スパークプラグ挿通孔４が取付孔ＰＦに同心的に位置合わせされる。なお、プラグホールＰＨの内面上端部には、プラグチューブ１１に対するオイルシールリングＴＲがはめ込まれている。
【００１１】
上記の状態でスパークプラグ挿通孔４にスパークプラグ１００が挿通され、主体金具１０１の外周面前端側に形成された取付ねじ部１０４を、取付孔ＰＦにねじ込む形で取り付けされている。これにより、ユニット本体部２に組み込まれた圧力センサ素子３は、スパークプラグ１００の主体金具１０１の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部１０２と、取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳとの間で挟圧保持される。
【００１２】
ユニット本体部２には、プラグホールＰＨへの取付状態において、該プラグホールＰＨの内周面を覆うプラグチューブ１１が一体的に設けられている。プラグチューブ１１は、ユニット本体部２側に設けられた接続部１９にて該ユニット本体部２と結合されている。この構造によると、ユニット本体部２のケーシングをなす部分（本実施形態で後述の内筒部材６と外筒部材５）と、プラグチューブ１１とを別材質により構成して、接続部１９により接続する構成が可能であるから、プラグチューブ１１への特有の機能付与、例えば軽量化や高強度化等を容易に図ることができる。本実施形態では、プラグチューブ１がプラスチック等の高分子材料にて形成されており、軽量化を図る上でより有利な構造となっている。
【００１３】
次に、ユニット本体部２の外周面には、プラグホールＰＨの内周面と密着するシール部１３が設けられている。これにより、シリンダヘッドＳＨ側から、スパークプラグ１００の取付孔ＰＦが位置するプラグホールＰＨの底部内面にエンジンオイル等が漏れこむことを防止することができる。シール効果を高めるためには、シール部１３は、ユニット本体部２の外周面の全周にわたって設けられていることが望ましい。なお、図７に示すように、シール部７３は、プラグチューブ１１の外周面に設けてもよい。この場合、プラグホールＰＨ内にてシール部７３よりも底側にて発生するオイル漏れに対しては、シール部７３によるシール効果が及ばないので、シール部７３は、プラグチューブ１１のユニット本体部２との接続側端部に設けることが望ましい。
【００１４】
また、シール部１３を省略し、ユニット本体部２あるいはプラグチューブ１１をプラグホールＰＨ内に圧入することによりオイル漏れ等の防止を図ることもできる。この場合、圧力センサ素子３による圧力検出を確実に行なうためには、該圧力センサ素子３を、センサ支持部１０２と取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳとの間で挟圧保持する力を一定以上に確保することが重要であるが、上記のような圧入方式の場合、壁面摩擦により圧力センサ素子３に十分な挟圧力を付与できない場合がある。しかしながら、上記のようなシール部１３を設けておけば、ユニット本体部２あるいはプラグチューブ１１をプラグホールＰＨ内に、隙間嵌め状態にて配置すること、つまり、プラグホールＰＨの内周面とユニット本体部２あるいはプラグチューブ１１の外周面との間に隙間ＣＬを生じた状態にて配置することができる。このような隙間嵌め構造が採用可能となることで、壁面摩擦による狭圧力の損失を効果的に抑制でき、ひいては圧力センサ素子３の挟圧保持状態を確実なものとして圧力検出精度を高めることが可能となる。
【００１５】
図２の圧力センサユニット１においては、接続部１９の外周面をなすゴムやエラストマーなどの柔軟弾性材料構成部がシール部１３を形成している。プラグチューブ１１とユニット本体２との接続部１９をなす柔軟弾性材料構成部１９をシール部１３に流用することで、シール部１３を別体形成する場合と比較して部品点数が減少し、また、組立て工数の削減を図ることができる。ここでは接続部１９の全体が柔軟弾性材料構成部とされている。また、シール部１３は、柔軟弾性材料構成部の外周面において周方向に連続的に形成された凸条部とされている。
このような構造の採用により、シール性が一層高められている。
【００１６】
ユニット本体部２は、同軸的に配置された２つの円筒状の金属筒部材、すなわち、外周面部をなす外筒部材５と同じく内周面部をなす内筒部材６とを有し、それらの間に形成された隙間７に圧力センサ素子３が配置されている。そして、該圧力センサ素子３からの出力は、隙間７内に引き出されるセンサ出力端子８を経て、センサ出力リード線９により取り出される。センサ出力リード線９は、芯線９ａとその外側を覆うシールド被覆１０とからなる。この構造によると、２つの筒部材５，６の間にリング状の圧力センサ素子３が配置され、出力取り出し用の端子８が筒部材５，６の隙間７内に引き出される構造となっているから、これに接続されるセンサ出力リード線９ともども、圧力センサ素子３の半径方向外側つまり側方に突出しなくなる。これにより、プラグホールＰＨ内にて圧力センサ素子３の周辺部に余分なスペースを確保することが不要となり、例えばプラグホールＰＨ底の周囲に動弁系部品等が密集したシリンダヘッドＳＨにも容易に取付可能である。なお、外筒部材５は、本体部５ｍと、段部ＤＢを介して該本体部５ｍの前端側に一体化された縮径部５ｄとされている。
【００１７】
図２に示すように、内筒部材６は、軸線Ｏ方向前端側の端部壁を半径方向内側に膨出させた膨出部６ｇを有し、該膨出部６ｇの内周面がスパークプラグ挿通孔４とされている。また、外筒部材５と内筒部材６の膨出部６ｇとは、軸線Ｏの方向における前端側にて隙間７を塞ぐ底閉塞部１４により一体化されている。そして、膨出部６ｇとこれに対向する外筒部材５の壁部５ｈと底閉塞部１４とが、圧力センサ素子３を収容するセンサ収容部１５を形成している。このように内筒部材６の膨出部６ｇを設け、ここに圧力センサ素子３を収容することで、図１（ａ）に示すスパークプラグ１００の取付状態において、圧力センサ素子３は該センサ収容部１５とともにセンサ支持部１０２と取付孔ＰＦの開口周縁部ＧＳとの間で確実に挟圧される。その結果、シリンダヘッドＳＨ側からの圧力情報を確実に検出することができる。
【００１８】
図２に示すように、センサ収容部１５内にてリング状の圧力センサ素子３に対しリング状の電極板６０が積層されている。そして、電極板６０の少なくとも内周縁側をなす部分が内筒部材６の膨出部６ｇ内に収容される一方、センサ出力端子８は電極板６０の外周縁に基端部８ａが一体化されてなり、末端側部分８ｂが隙間７の膨出部６ｇよりも軸線Ｏ方向後方側に位置する空間内に延出している。
【００１９】
圧力センサ素子３は、図３に示すような圧力センサ組立体３１８をなす形でセンサ収容部１５内に収容されている。該圧力センサ組立体３１８は、底閉塞部１４に近い側から、リング状の板パッキン５９、リング状の圧力センサ素子３、リング状の電極板６０及びリング状の絶縁板６１がこの順序にて積層された構造を有する。このような構造は、例えば図４に示すような工程により簡単に製造することができる。まず、（ａ）に示すように、内筒部材６として、本体部６ｍと縮径部６ｓとが段部６ｈを介して接続された構造のものを用意する。そして、その縮径部６ｓに対し、絶縁板６１、電極板６０、圧電セラミック素子３及び板パッキン５９を順次はめ込んで、圧力センサ組立体３１８を段部６ｈ上に積み上げる。このとき、（ｂ）に示すように、電極板６０の外周縁に一体化された電極端子部８は下方（すなわち、図２の軸線Ｏ方向における後方側）へ曲げ返し、本体部６ｍの外周面に沿わせた状態としておく。なお、電極端子部８には、ポリ四フッ化エチレンチューブ等で構成された絶縁被覆１８を予め装着しておく。また、縮径部６ｓの外周面のうち圧力センサ組立体３１８の内周面と対向する領域を少なくとも、ポリ四フッ化エチレンチューブ等で構成された絶縁被覆４１８で覆っておく。
【００２０】
次に、（ｃ）に示すように、外筒部材５において円筒状に形成された本体部５ｍの端面内周縁に、周方向の張り出し部５ｓを形成しておき、圧力センサ組立体３１８から突出する内筒部材６の縮径部６ｓの先端部分６ｓ’を該張り出し部５ｓの内側に挿通しながら、本体部５ｍを内筒部材６の本体部６ｍに被せる。これにより、張り出し部５ｓは圧力センサ組立体３１８の上面側を覆うとともに、本体部５ｍは内筒部材６の本体部６ｍとの間に隙間７が形成される。このとき、電極端子部８は予め下向きに曲げ返してあるので、外筒部材５を被せるに伴い自動的に該隙間７内に位置する形となる。そして、内筒部材６の縮径部６ｓの先端部分６ｓ’を張り出し部５ｓ側に向けて加締める。この加締めを適当な圧力にて行なうことで、圧力センサ組立体３１８に対する段部６ｈ及び加締められた先端部分６ｓ’との間の密着が良好となる。
【００２１】
最後に、（ｄ）に示すように、先端部分６ｓ’と張り出し部５ｓとを周方向の溶接部Ｗ（例えばレーザー溶接部）にて溶接することにより、外筒部材５と内筒部材６とは気密状態にて結合される。図から明らかな通り、先端部分６ｓ’と張り出し部５ｓとは底閉塞部１４を形成している。
【００２２】
図２に戻り、内筒部材６と外筒部材５との隙間７は、内部が絶縁用の高分子材料（例えばシリコンゴム）にて充填され、高分子材料充填部１６とされている。
そして、センサ出力端子８と、該センサ出力端子８及びセンサ出力リード線９との結線部１７とが、絶縁被覆１８にて覆われた状態で高分子材料充填部１６内に埋設されている。これにより、該センサ出力端子８及びセンサ出力リード線９と内筒部材６あるいは外筒部材５との間の絶縁状態が良好に確保され、かつ、強度的に弱い結線部１７が高分子材料充填部１６内に没することで、外力付与等による断線や接触不良などの不具合も生じにくくなる。
【００２３】
隙間７内の高分子材料充填部１６は前述のシリコンゴムなどの柔軟弾性材料により形成され、該高分子材料充填部１６が外筒部材５の後端縁５ａよりも軸線Ｏ方向後方側に延出して接続部１９を形成している。そして、その接続部１９の外周面にシール部１３が形成されている。この方法によると、ゴム充填等により充填部１６を形成する際に接続部１９を一括して形成でき、かつ、その外周面には金型成形等によりシール部１３を簡単に形成できる利点がある。
【００２４】
また、軸線Ｏ方向において、内筒部材６の後端部６ｊは外筒部材５の後端５ａよりも後方側に突出しており、該後端部６ｊがプラグチューブ１１の前端部内側に挿入されている。これにより、プラグチューブ１１を後端部６ｊに嵌め合わせることによりユニット本体部２に対して簡単に組み付けることができ、また、接続部１９あるいは接続部１９を形成するための、柔軟弾性材料（ゴム等）の成形工程時に、プラグチューブ１１とユニット本体部２との位置ずれ（特に半径方向の位置ずれ）も生じにくい。なお、プラグチューブ１１の内周面と後端部６ｊの外周面とは図示しない接着層により接着される。
【００２５】
次に、外筒部材６は、前述の通り外周面が円筒面状の外筒本体部５ｍを有している。また、スパークプラグ１００の取付状態において、内筒部材５と外筒部材との少なくとも一方のものの軸線Ｏ方向における後端が、圧力センサ素子３の後端とスパークプラグ１００の絶縁体１１０の後端との間（基準区間ＳＳ）に位置するとともに、該基準区間ＳＳよりも後方側において、センサ出力リード線９の軸線Ｏに関する半径方向外側の縁位置が、該半径方向において外筒本体部５ｍの内周面位置よりも外側にある。つまり、基準区間ＳＳよりも後方ではセンサ出力リード線９が、外筒本体部５ｍの内周面ないしその延長によって囲まれる空間領域から半径方向外側にいわばオフセットされる形となり、プラグホールＰＨ内空間にて点火コイル等を取り付けるためのスペースを容易に確保することができる。
【００２６】
センサ出力リード線９は、具体的には、圧力センサ素子３の後端から、圧力センサ素子３の後端面から軸線Ｏ方向後方側に所定長離れた取出位置ＡＰ（基準区間ＳＳ内であって、内筒部材６と外筒部材５との各後端６ａ，５ａのうち、基準区間ＳＳ内にて最も軸線Ｏ方向後方側に存在するものとして定義される基準位置（ここでは内筒部材６の後端６ａ）よりも前方側に設定される）に至るまでの区間において、外筒本体部５ｍの内周面と、内筒部材６の本体部６ｍの外周面との間を通される。そして、取出位置ＡＰよりも後方側の区間においては、センサ出力リード線９の軸線Ｏに関する半径方向外側の縁位置が、該半径方向において外筒本体部５ｍの内周面位置よりも外側となるように曲げられている。
【００２７】
また、図１（ｂ）に示すように、プラグチューブ１１は円筒状に形成されているが、その周方向の一部区間を半径方向外側に膨出させた軸線方向の凸条部１１ａが形成され、該凸条部１１ａの内側に形成された溝部１１ｇ内にユニット本体部２からのセンサ出力リード線９が収容されている。このような溝部１１ｇ内にセンサ出力リード線９を収容することで、プラグホールＰＨ内において、後述の点火コイル等を取り付けるためのスペースを確保しやすくなる。なお、プラグホールＰＨ側にも対応する位置に溝部ＰＨＧが形成されている。
【００２８】
上記のような圧力センサユニット１を図５に示すようにプラグホールＰＨ内に取り付ける。なお、プラグチューブ１１の上端部にはゴム製の取付リング３４が一体化されており、その下面側に形成された嵌合溝３４ａ内にプラグホールＰＨの開口周縁に形成されたリブＦＲを嵌合することにより、圧力センサユニット１の上部側の固定を行なうことができる。そして、図１に示すように、プラグレンチＰＷを主体金具１０１の六角部１０３に係合させることによりスパークプラグを取り付ける。なお、取付孔ＰＦに螺合する取付ねじ部１０４の呼びは、例えばＭ１４である。図５に示すように、基準位置６ａよりも後方側においては、センサ出力リード線９がプラグチューブ１１の溝部１１ｇ内を通されることで、外筒本体部５ｍの外周面よりも外側に取り出される。従って、プラグチューブ１１内の空間の溝部１１ｇ内部を除いた領域ＣＳをフルに活用する形で、プラグホールＰＨ内にペンシル型の点火コイルユニット３００を配置することができる。点火コイルユニット３００は全体が円筒状の外形を有し、その軸線Ｏの方向における前端部はゴム製のプラグキャップ部３０１とされ、端子金具１０５及び絶縁体１１０の後端部に被せられる。そして、その後方に点火コイル３０２が配置され、高圧端子部３０９を介して端子金具１０５に点火用の高電圧を供給する。
【００２９】
以下、本発明に係る圧力センサユニットの種々の変形例について説明する（なお、すでに説明済みのものと共通の部分には同一の符号を付与して詳細な説明は省略している）。図６の圧力センサユニット１５０は、組みつけられるスパークプラグ１００の取付ねじ部１０４の呼びが、図１の圧力センサユニット１よりも小さい、例えばＭ１２となっている。また、センサ支持部１０２及び六角部１０３の外形寸法もこれに合わせて縮小されている。そして、ユニット本体部２においては、このような小径の取付ねじ部１０４を有するスパークプラグ１００に対応できるよう、内筒部材６は、本体部６ｍと、段部６ｋを介してその前端側に一体化された縮径部６ｄが形成されている。
【００３０】
次に、図７の圧力センサユニット２００においては、シール部は、プラグチューブ１１の外周面に嵌め込まれたシールリング７３とされている。シールリング７３は例えばゴムやエラストマー等にて構成できる。このように、シール部を別体のシールリング７３として構成することにより、損傷や材質劣化によりシール部のシール性能が損なわれた場合でも、これを容易に交換することができる。ここでは、シールリング７３は、前記した接続部１９との結合端部側においてプラグチューブ１１の外周面に設けられている。つまり、接続部１９とプラグチューブ１１との接続境界よりも後方側にシールリング７３が位置しているので、軸線方向後方側から上記接続境界に向かうオイルを確実にブロックでき、例えば該接続境界の気密が損なわれた場合でも、該境界を介してユニット本体２の内側にオイル等が漏れこむことを効果的に防止できる。
【００３１】
本実施形態では、プラグチューブ１１の外周面には、シールリング７３を保持するための保持溝１１ｐが形成されている。該保持溝１１ｐにより、圧力センサユニット２００をプラグホールＰＨ内に挿入・固定する場合等において、シールリング７３の軸線Ｏの向きにおける位置ずれを防止することができる。
【００３２】
次に、図８の圧力センサユニット２０１においては、外筒部材５を内筒部材５ｐの後端５ａよりも後方側に延長し、その延長部をプラグチューブ５ｅとした例である。プラグチューブ５ｅはこの場合、金属により外筒部材５ひいてはユニット本体２と一体形成される形となる。なお、外筒部材５は、上記の延長部（プラグチューブ）５ｅを除いた部分が、ユニット本体２に属するものとみなす。シールリング７３は、外筒部材５の外周面に形成された周方向の溝部５ｅｐにはめ込まれている。また、溝部５ｅｐの形成位置は、ユニット本体部２をなす外筒部材５の本体部５ｍ上である（つまり、ユニット本体部２にシール部が設けられている）。
【００３３】
また、図９に示す圧力センサユニット２０２においては、プラグチューブ１１をユニット本体部２及びセンサ出力リード線９と別体形成しておき、ユニット本体部２に対し、プラグチューブ側係合部１１ａとユニット本体部側係合部１６ａとにより係合させる構成としている（これは、ユニット本体部２と別体のプラグチューブ１１が高分子材料製である場合はもちろん、他の材質、例えば金属製である場合にも同様に適用できる）。ここでは、プラグチューブ側係合部１１ａは、プラグチューブ１１の底面から突出する凸部であり、ゴム等の柔軟弾性材料にて構成された高分子材料充填部１６にユニット本体部側係合部１６ａとしての凹部を形成し、ここに凸部１１ａを圧入することによりプラグチューブ１１とユニット本体部２と係合させるようにしている。このようにすると、圧力センサ素子３が一体化されるユニット本体部２とプラグチューブ１１とが連続体を形成しなくなる結果、両者の連成振動による共振モード、特に低周波の共振モードを抑制できる利点が生ずる。なお、シールリング７３は、プラグチューブ１１の接続端部側外周面に形成された溝部１１ｐ内にはめ込まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力センサユニットの第一の実施形態を、スパークプラグの取付状態にて示す縦断面図及びそのＡ−Ａ断面図。
【図２】図１の要部拡大断面図。
【図３】圧力センサ組立体の分解斜視図。
【図４】内筒部材へのリード線支持部の取付工程の一例を示す説明図。
【図５】図１の圧力センサユニットに点火コイルを取り付けた状態を示す縦断面図。
【図６】本発明に係る圧力センサユニットの第二の実施形態を、スパークプラグの取付状態にて示す縦断面図。
【図７】本発明に係る圧力センサユニットの第三の実施形態を、スパークプラグの取付状態にて示す要部縦断面図。
【図８】本発明に係る圧力センサユニットの第四の実施形態を示す要部拡大断面図。
【図９】本発明に係る圧力センサユニットの第五の実施形態を示す要部分解斜視図。

Claims (10)

1. プラグホール（ＰＨ）底に形成された取付孔（ＰＦ）に取り付けられるスパークプラグ（１００）の主体金具（１０１）の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部（１０２）と、前記取付孔（ＰＦ）の開口周縁部（ＧＳ）との間に配置されるようにリング状の圧力センサ素子（３）が組み込まれたユニット本体部（２）が、前記プラグホール（ＰＨ）内に配置されるとともに、該プラグホール（ＰＨ）の内周面を覆うプラグチューブ（１１，５ｅ）が前記ユニット本体部（２）に一体的に設けられ、
   前記ユニット本体部（２）は金属材料にて構成されるとともに、前記プラグチューブ（１１）は高分子材料にて構成され、
   前記プラグチューブ（１１）は、前記ユニット本体部（２）側に設けられかつ全体が柔軟弾性材料で構成された接続部（１９）にて該ユニット本体部（２）と結合されていることを特徴とする圧力センサユニット（１，１５０，２００，２０２）。
2. 前記ユニット本体部（２）の外周面又は前記プラグチューブ（１１，５ｅ）の外周面に、前記プラグホール内周面に密着するシール部（１３，７３）が設けられている請求項１に記載の圧力センサユニット（１，１５０，２００，２０２）。
3. 前記接続部（１９）の外周面をなす柔軟弾性材料構成部（１９）が前記シール部（１３）を形成し、
   前記シール部（１３）は、前記柔軟弾性材料構成部（１９）の外周面において周方向に連続的に形成された凸条部（１３）である請求項２に記載の圧力センサユニット（１，１５０）。
4. 前記シール部（７３）は、該接続部（１９）との結合端部側における前記プラグチューブ（１１）の外周面に設けられている請求項２又は３に記載の圧力センサユニット（２００，２０２）。
5. 前記プラグチューブ（１１，５ｅ）は円筒状に形成されるとともに、その周方向の一部区間を半径方向外側に膨出させた軸線方向の凸条部（１１ａ）が形成され、該凸条部（１１ａ）の内側に形成された溝部（１１ｇ）内に前記ユニット本体部２からのセンサ出力リード線（９）が収容されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサユニット（１，１５０，２００，２０２）。
6. 前記ユニット本体部（２）は、底面にスパークプラグ挿通孔（４）が形成された筒状に形成され、該スパークプラグ挿通孔（４）を取り囲む形態でリング状の圧力センサ素子（３）が組み込まれており、該ユニット本体部（２）の外周面部をなす外筒部材（５）と同じく内周面部をなす内筒部材（６）との間に形成された隙間（７）に前記圧力センサ素子（３）が配置され、該圧力センサ素子（３）からの出力が、前記隙間（７）内に引き出されるセンサ出力端子（８）を経てセンサ出力リード線（９）により取り出されるようになっている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧力センサユニット（１，１５０，２００，２０２）。
7. 前記隙間（７）内に柔軟弾性材料による充填部（１６）が形成されるとともに、該充填部が前記外筒部材（５）の後端縁（５ａ）よりも軸線（Ｏ）方向後方側に延出して前記接続部（１９）を形成し、その接続部（１９）の外周面にシール部（１３）が形成されている請求項６に記載の圧力センサユニット（１，１５０）。
8. 前記軸線（Ｏ）方向において、前記内筒部材（６）の後端部（６ｊ）が前記外筒部材（５）の後端（５ａ）よりも後方側に突出しており、該後端部（６ｊ）が前記プラグチューブ（１１）の前端部内側に挿入されている請求項６又は７に記載の圧力センサユニット（１，１５０，２００）。
9. 前記外筒部材（５）は、外周面が円筒面状の外筒本体部（５ｍ）を有し、前記スパークプラグ（１００）の取付状態において、前記内筒部材（６）と前記外筒部材（５）との少なくとも一方のものの軸線（Ｏ）方向における後端が、前記圧力センサ素子（３）の後端と前記スパークプラグ（１００）の絶縁体（１１０）の後端との間（以下、基準区間（ＳＳ）という）に位置するとともに、前記基準区間（ＳＳ）よりも後方側において、センサ出力リード線（９）の前記軸線（Ｏ）に関する半径方向外側の縁位置が、該半径方向において前記外筒本体部（５ｍ）の内周面位置よりも外側にある請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧力センサユニット（１，１５０，２００，２０２）。
10. プラグホール（ＰＨ）底に形成された取付孔（ＰＦ）に取り付けられるスパークプラグ（１００）の主体金具（１０１）の外周面から鍔状に突出するセンサ支持部（１０２）と、前記取付孔（ＰＦ）の開口周縁部（ＧＳ）との間に、圧力センサユニット（１，１５０，２００，２０２）のユニット本体部（２）に組み込まれた圧力センサ素子（３）が配置され、前記ユニット本体部（２）に一体化されたプラグチューブ（１１，５ｅ）により、前記プラグホール（ＰＨ）の内周面が覆われ、
    前記ユニット本体部（２）は金属材料にて構成されるとともに、前記プラグチューブ（１１）は高分子材料にて構成され、
    前記プラグチューブ（１１）は、前記ユニット本体部（２）側に設けられかつ全体が柔軟弾性材料で構成された接続部（１９）にて該ユニット本体部（２）と結合されていることを特徴とする圧力センサユニットの取付構造。

Images