JP6059503B2 - Ceramic glow plug with pressure sensor - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関等に使用される圧力センサ付きセラミックグロープラグに関する。 The present invention relates to a ceramic 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や前記軸孔に挿通されたヒータ等を備えている。また近年では、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。 2. Description of the Related Art Conventionally, glow plugs used for diesel engine start assistance and the like include a cylindrical housing having an axial hole extending in the axial direction, a heater inserted through the axial hole, and the like. 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.
加えて、前記ヒータとしては、セラミックヒータが採用される場合がある。セラミックヒータは、絶縁性を有するセラミック製の基体と、当該基体の内部に配置され、導電性を有するセラミック製の発熱素子とを備えている。また、発熱素子は、前記基体の外表面に露出する電極取出部を有しており、電極取出部には、所定の電源と電気的に接続された導電性の部材が接触している。そして、電極取出部を介して発熱素子に対する通電がなされることで、発熱素子が発熱するようになっている(例えば、特許文献1等参照)。 In addition, a ceramic heater may be employed as the heater. The ceramic heater includes a ceramic base having insulating properties and a ceramic heating element disposed inside the base and having conductivity. The heating element has an electrode extraction portion exposed on the outer surface of the base, and a conductive member electrically connected to a predetermined power source is in contact with the electrode extraction portion. Then, the heating element is heated by energizing the heating element through the electrode extraction portion (see, for example, Patent Document 1).
ところで、エンジンの燃焼動作に伴う受熱や通電に伴う熱により、電極取出部が極めて高温となってしまうことがある。このように電極取出部が高温となってしまうと、電極取出部が酸化してしまうおそれがある。その結果、発熱素子の通電抵抗が増大してしまい、発熱素子に対する通電に支障が生じてしまうおそれがある。 By the way, the electrode extraction part may become extremely high temperature due to heat received by the combustion operation of the engine and heat accompanying energization. Thus, when the electrode extraction part becomes high temperature, there exists a possibility that an electrode extraction part may be oxidized. As a result, the current-carrying resistance of the heat generating element increases, and there is a possibility that the power supply to the heat generating element may be hindered.
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、電極取出部の温度上昇を効果的に抑制することができ、電極取出部の酸化ひいては発熱素子に対する通電不良をより確実に防止することができる圧力センサ付きセラミック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 the object thereof is to effectively suppress the temperature rise of the electrode extraction portion, and more reliably prevent oxidation of the electrode extraction portion and thus the current-carrying failure to the heating element. It is an object of the present invention to provide a ceramic glow plug with a pressure sensor that can be prevented.
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セラミックグロープラグは、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たセラミックヒータと、
前記ハウジングに直接又は間接的に接合されるとともに、前記セラミックヒータを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状態で保持する、前記軸線に沿って変形可能な筒状の可動部材と、
前記ハウジングに直接又は間接的に接合されるとともに、前記セラミックヒータ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、
前記セラミックヒータは、
絶縁性セラミックからなる基体と、
当該基体内に設けられた発熱素子とを有するとともに、
前記発熱素子は、前記基体の外表面に露出する電極取出部を有する圧力センサ付きセラミックグロープラグであって、
前記セラミックヒータに直接又は間接的に接合される部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
Configuration 1. The ceramic glow plug with a pressure sensor of this configuration includes a cylindrical housing having an axial hole extending in the axial direction,
A ceramic heater inserted into the shaft hole in a state in which at least a tip portion thereof protrudes from a tip of the housing;
A cylindrical movable member that is deformable along the axis and that is directly or indirectly joined to the housing and holds the ceramic heater in a state of being relatively displaceable along the axis with respect to the housing. When,
A pressure sensor that is directly or indirectly joined to the housing and detects a pressure based on a relative displacement of the ceramic heater;
The ceramic heater is
A base made of insulating ceramic;
And having a heating element provided in the substrate,
The heating element is a ceramic glow plug with a pressure sensor having an electrode extraction part exposed on the outer surface of the base body,
Of the members directly or indirectly joined to the ceramic heater, at least a part of the portion exposed to the atmosphere has a surface emissivity of 0.75 or more.
尚、「大気に晒される部位」とあるのは、他の部材と接触していない部位ということができる。 In addition, it can be said that "the part exposed to the atmosphere" is a part that is not in contact with other members.
上記構成1によれば、電極取出部を備えるセラミックヒータと直接又は間接的に接合される部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、前記部材の表面における放熱及び吸熱(つまり、大気との熱交換)を促進することができ、セラミックヒータひいては電極取出部の温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、電極取出部の酸化ひいては発熱素子に対する通電不良を効果的に防止することができる。 According to the configuration 1, at least a part of the portion exposed to the atmosphere among the members directly or indirectly joined to the ceramic heater including the electrode extraction portion has a surface emissivity of 0.75 or more. . Accordingly, heat dissipation and heat absorption (that is, heat exchange with the atmosphere) on the surface of the member can be promoted, and the temperature rise of the ceramic heater and thus the electrode extraction portion can be effectively suppressed. As a result, it is possible to effectively prevent oxidation of the electrode lead-out portion and, in turn, poor conduction to the heating element.
構成2.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1において、前記セラミックヒータに直接接合される部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。 Configuration 2. In the ceramic glow plug with a pressure sensor of this configuration, the emissivity of the surface of at least a part of the portion exposed to the atmosphere among the members directly bonded to the ceramic heater in the above configuration 1 is 0.75 or more. It is characterized by.
上記構成2によれば、電極取出部の温度上昇を一層効果的に抑制することができ、発熱素子に対する通電信頼性をより高めることができる。 According to the above configuration 2, the temperature rise of the electrode extraction portion can be more effectively suppressed, and the energization reliability for the heating element can be further increased.
構成3.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1又は2において、前記電極取出部に接触する部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
上記構成3によれば、電極取出部と接触する部材において、放熱及び吸熱を促進することができるため、電極取出部の温度上昇をより一層効果的に抑制することができる。その結果、発熱素子に対する通電信頼性を一層向上させることができる。
According to the
構成4.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1乃至3のいずれかにおいて、前記電極取出部は、第1電極取出部と、当該第1電極取出部よりも先端側に設けられた第2電極取出部とを有し、
前記第2電極取出部に接触する部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
Configuration 4. In the ceramic glow plug with a pressure sensor according to this configuration, in any one of the above configurations 1 to 3, the electrode extraction portion includes a first electrode extraction portion and a second electrode provided on a distal end side with respect to the first electrode extraction portion. An electrode extraction part,
At least a part of the portion exposed to the atmosphere among the members in contact with the second electrode extraction portion has a surface emissivity of 0.75 or more.
第2電極取出部は、第1電極取出部よりも先端側(燃焼室により接近する側)に設けられ、より高温となりやすいところ、上記構成4によれば、第2電極取出部と接触する部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部において、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、第2電極取出部の温度上昇を極めて効果的に抑制することができ、電極取出部の酸化を一層確実に防止することができる。その結果、発熱素子に対する通電信頼性をより一層向上させることができる。 The second electrode extraction portion is provided on the tip side (the side closer to the combustion chamber) than the first electrode extraction portion, and is likely to be at a higher temperature. According to the configuration 4, the member that contacts the second electrode extraction portion The emissivity of the surface is 0.75 or more in at least a part of the portion exposed to the atmosphere. Therefore, the temperature rise of the second electrode extraction portion can be extremely effectively suppressed, and oxidation of the electrode extraction portion can be more reliably prevented. As a result, it is possible to further improve the energization reliability for the heating element.
構成5.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1乃至4のいずれかにおいて、前記可動部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
上記構成5によれば、可動部材における放熱及び吸熱を促進することができ、セラミックヒータひいては電極取出部の温度上昇をより効果的に抑制することができる。その結果、発熱素子に対する通電信頼性の更なる向上を図ることができる。
According to the said
構成6.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1乃至5のいずれかにおいて、前記ハウジングの先端部に直接又は間接的に接合されるとともに、自身の内周に前記セラミックヒータが配置される筒状のキャップ部材を備え、
前記キャップ部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
Configuration 6. The ceramic glow plug with pressure sensor of this configuration is a cylinder in which the ceramic heater is disposed on the inner periphery of the ceramic glow plug directly or indirectly joined to the tip of the housing in any of the above configurations 1 to 5. A cap member,
At least a part of the cap member exposed to the atmosphere has a surface emissivity of 0.75 or more.
上記構成6によれば、セラミックヒータの外周に配置されるキャップ部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、セラミックヒータひいては電極取出部の温度上昇を一層効果的に抑制することができ、発熱素子に対する通電信頼性をさらに高めることができる。 According to the configuration 6, at least a part of the portion of the cap member arranged on the outer periphery of the ceramic heater that is exposed to the atmosphere has a surface emissivity of 0.75 or more. Therefore, it is possible to more effectively suppress the temperature rise of the ceramic heater and thus the electrode extraction portion, and the energization reliability to the heating element can be further enhanced.
構成7.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1乃至6のいずれかにおいて、前記セラミックヒータに直接又は間接的に接合される部材のうち少なくとも1つは、内周面が大気に晒され、
前記内周面のうち大気に晒される部位の全域において、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
The emissivity of the surface is 0.75 or more in the whole area of the inner peripheral surface exposed to the atmosphere.
上記構成7によれば、部材における放熱及び吸熱を一層促進することができる。その結果、電極取出部の温度上昇を一層効果的に抑制することができ、発熱素子に対する通電信頼性を格段に高めることができる。
According to the
構成8.本構成の圧力センサ付きセラミックグロープラグは、上記構成1乃至7のいずれかにおいて、前記セラミックヒータに直接又は間接的に接合される部材のうち少なくとも1つは、外周面が大気に晒され、
前記外周面のうち大気に晒される部位の全域において、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする。
The emissivity of the surface is 0.75 or more in the whole area of the outer peripheral surface exposed to the atmosphere.
上記構成8によれば、部材における放熱及び吸熱をより促進することができる。その結果、電極取出部の温度上昇を極めて効果的に抑制することができ、発熱素子に対する通電信頼性を顕著に高めることができる。
According to the
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、圧力センサ付きセラミックグロープラグ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 broken front view of a ceramic glow plug 1 with a pressure sensor (hereinafter simply referred to as “glow plug 1”). In FIG. 1, the lower side of the figure is described as the front end side of the glow plug 1, and the upper side is described as the rear end side.
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、セラミックヒータ5、圧力センサ6等を備えている。
As shown in FIG. 1, the glow plug 1 includes a housing 2, a
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、前記ハウジング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 housing 2 is formed of a predetermined metal material (for example, an iron-based material such as S45C) and has a
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23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
中軸4は、前記軸孔7に挿入されており、金属製で軸線CL1に沿って延びる棒状をなしている。また、中軸4の先端部は、所定の金属(例えば、SUS等の鉄系素材)によって形成された円筒状の第1リング部材11の後端部に圧入されるとともに、第1リング部材11の先端部には、前記セラミックヒータ5の後端部が圧入されている。これにより、中軸4とセラミックヒータ5とは第1リング部材11を介して機械的かつ電気的に接続されている。
The middle shaft 4 is inserted into the
セラミックヒータ5は、自身の先端部がハウジング2(キャップ部材3)の先端から突出した状態で、軸孔7に挿設されている。また、セラミックヒータ5は、軸線CL1方向に延びる筒状をなす基体12と、当該基体12の内部に配置され、長細いU字状をなす発熱素子13とを備えている。基体12は、絶縁性セラミック(例えば、窒化珪素やアルミナ等)によって構成され、一方で、発熱素子13は、窒化珪素を主成分とし、導電性材料(例えば、モリブデンやタングステンの珪化物や窒化物、炭化物等)を含む導電性セラミックによって構成されている。
The
また、発熱素子13は、セラミックヒータ5の先端部に配置されるU字状の発熱部14と、当該発熱部14のそれぞれの端部から後端側に向けて延びる一対の棒状のリード部15,16とを備えている。発熱部14は、いわゆる発熱抵抗体として機能する部位であり、曲面状に形成されたセラミックヒータ5の先端部分において、その曲面に沿うようにしてU字状をなしている。
The
さらに、リード部15,16は、それぞれセラミックヒータ5の後端側に向けて互いに略平行に延設されている。そして、一方のリード部15の後端寄り位置には、第1電極取出部17が外周方向に突設されており、当該第1電極取出部17は、基体12の外周面に露出している。また、他方のリード部16の後端寄りの位置には、第2電極取出部18が外周方向に突設されており、当該第2電極取出部18は、基体12の外周面に露出している。尚、第2電極取出部18は、軸線CL1方向に沿って、第1電極取出部17よりも先端側に位置している。
Furthermore, the
加えて、図2に示すように、第1電極取出部17の露出部分は、前記第1リング部材11の内周面に接触しており、第1リング部材11に接続された中軸4とリード部15との電気的導通が図られている。また、第2電極取出部18の露出部分は、ハウジング2と電気的に接続された後述する第2リング部材22の内周面に対して接触しており、ハウジング2とリード部16との電気的導通が図られている。すなわち、本実施形態では、中軸4とハウジング2とが、グロープラグ1において、セラミックヒータ5の発熱部14に通電するための陽極・陰極として機能するようになっている。
In addition, as shown in FIG. 2, the exposed portion of the first
また、本実施形態において、セラミックヒータ5は、他端側がハウジング2の先端部に接合された、軸線CL1に沿って伸縮変形可能な筒状の可動部材19を介して、ハウジング2に取付けられている。そのため、セラミックヒータ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。
Further, in the present embodiment, the
加えて、セラミックヒータ5は、その外表面がセラミックにより形成されているため、セラミックヒータ5と可動部材19とを直接的に溶接することはできない。そこで、本実施形態では、所定の金属(例えば、SUS630等)により形成された筒状の外筒20の内周にセラミックヒータ5を圧入することにより、セラミックヒータ5と外筒20とを接合した上で、レーザー溶接や抵抗溶接により、外筒20に対して可動部材19の一端側(先端側)が溶接される構成となっている。尚、外筒20は、キャップ部材3の内周面から離間した状態でキャップ部材3に挿通されている。
In addition, since the outer surface of the
また、可動部材19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19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19は、その一端側が全周に亘って外筒20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と外筒20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 the present embodiment, the
加えて、セラミックヒータ5の相対変位は、自身の後端部が圧力センサ6(ダイアフラム23)に接続された筒状の伝達部材21を介して圧力センサ6に伝達されるようになっている(図1参照)。尚、セラミックヒータ5の外表面はセラミックにより形成されているため、可動部材19の場合と同様に、伝達部材21とセラミックヒータ5とを直接的に溶接することはできない。そこで、本実施形態では、所定の金属(例えば、SUS630等)からなる筒状の第2リング部材22にセラミックヒータ5を圧入し、セラミックヒータ5とリング部材22とを接合した上で、レーザー溶接や抵抗溶接により、第2リング部材22の後端部外周に対して伝達部材21の先端部が溶接される構成となっている。
In addition, the relative displacement of the
図1に戻り、圧力センサ6は、ハウジング2の軸線CL1方向中心部よりも先端側に設けられており、中軸4が貫通する貫通孔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23と、当該ダイアフラム23の後端側の面に接合されたセンサ素子24(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23には、前記伝達部材21の後端部が接合されており、燃焼圧等の受圧によりセラミックヒータ5に変位が生じた際には、セラミックヒータ5の変位量に応じた分だけダイアフラム23が撓み変形するようになっている。
Returning to FIG. 1, the pressure sensor 6 is provided on the front end side of the center portion of the housing 2 in the direction of the axis CL <b> 1, and a diaphragm 23 made of metal (for example, stainless steel) having a through-hole through which the central shaft 4 passes in the center. And a sensor element 24 (in this embodiment, a piezoresistor) joined to the surface on the rear end side of the diaphragm 23. The rear end portion of the
また、センサ素子24は、ダイアフラム23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24の抵抗値は、ハウジング2の内部に設けられた集積回路25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、セラミックヒータ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。そして、前記外部回路において、セラミックヒータ5の相対変位に基づく圧力が検知されるようになっている。
In addition, the
さらに、本実施形態において、セラミックヒータ5に直接又は間接的に接合される部材のうち大気に晒される部位は、例えば、黒色系の合成樹脂塗料が塗布されることにより、表面の放射率が0.75以上とされている。
Further, in the present embodiment, the portion exposed to the atmosphere among the members joined directly or indirectly to the
詳述すると、前記ハウジング2、キャップ部材3、センサ固定部材10、可動部材19、及び、伝達部材21は、セラミックヒータ5と他部材を介して間接的に接合される部材である。そして、本実施形態において、ハウジング2、センサ固定部材10、及び、伝達部材21のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上とされている。
More specifically, the housing 2, the
また、キャップ部材3は、その内周面及び外周面のほぼ全域が大気に晒されており、キャップ部材3のうち大気に晒される部位の全域は、表面の放射率が0.75以上とされている。
Moreover, the
加えて、可動部材19は、その内周面及び外周面のほぼ全域が大気に晒されており、本実施形態において、可動部材19の内周面及び外周面のうち大気に晒される部位の全域は、表面の放射率が0.75以上とされている。
In addition, the
さらに、第1リング部材11、外筒20、及び、第2リング部材22は、セラミックヒータ5と直接接合される部材である。そして、本実施形態において、外筒20は、その外周面のほぼ全域が大気に晒されており、外筒20の外周面のうち大気に晒される部位の全域は、表面の放射率が0.75以上とされている。
Furthermore, the
加えて、第1電極取出部17に接触する第1リング部材11は、その外周面の全域が大気に晒されており、当該外周面の全域において、表面の放射率が0.75以上とされている。
In addition, the entire area of the outer peripheral surface of the
併せて、第2電極取出部18に接触する第2リング部材22は、その外周面の全域が大気に晒されており、当該外周面の全域において、表面の放射率が0.75以上とされている。
At the same time, the entire area of the outer peripheral surface of the
尚、セラミックヒータ5に直接又は間接的に接合される部材のそれぞれにおいて、表面の放射率を0.75以上とする位置や範囲を適宜変更してもよい。尚、放熱性や吸熱性を十分に向上させるべく、部材の表面積の10%以上の範囲において表面の放射率を0.75以上とすることが好ましく、部材の表面積の25%以上の範囲において表面の放射率を0.75以上とすることがより好ましく、部材の表面積の40%以上の範囲において表面の放射率を0.75以上とすることがより一層好ましい。
In addition, in each of the members joined directly or indirectly to the
以上詳述したように、本実施形態によれば、セラミックヒータ5と直接又は間接的に接合される部材(ハウジング2、キャップ部材3、センサ固定部材10、第1リング部材11、可動部材19、外筒20、伝達部材21、及び、第2リング部材22)のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、前記各部材において、放熱及び吸熱を促進することができる。これにより、セラミックヒータ5ひいては電極取出部17,18の温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、電極取出部17,18の酸化をより確実に防止することができ、ひいては発熱素子13に対する通電不良を効果的に防止することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the members (housing 2,
特に本実施形態では、セラミックヒータ5と直接接合された部材(第1リング部材11、外筒20、及び、第2リング部材22)のうち大気に晒される部位において、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、電極取出部17,18の温度上昇をより効果的に抑制することができ、発熱素子13に対する通電信頼性をより向上させることができる。
In particular, in the present embodiment, the surface emissivity of the members exposed to the atmosphere among the members (the
また、本実施形態では、電極取出部17,18と接触する部材(第1リング部材11、及び、第2リング部材22)のうち大気に晒される部位において、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、電極取出部17,18の温度上昇を非常に効果的に抑制することができ、発熱素子13に対する通電信頼性をより一層高めることができる。
Moreover, in this embodiment, the surface emissivity is 0.75 or more in the part exposed to the atmosphere among the members (the
加えて、本実施形態では、第1リング部材11、可動部材19、外筒20、及び、第2リング部材22の外周面や内周面のうち大気に晒される部位の全域において、表面の放射率が0.75以上とされている。従って、第1リング部材11や可動部材19等において、放熱及び吸熱を一層促進することができる。その結果、電極取出部17,18の温度上昇を極めて効果的に抑制することができ、発熱素子13に対する通電信頼性を格段に高めることができる。
In addition, in the present embodiment, surface radiation is performed in the entire area of the
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、セラミックヒータ5に直接又は間接的に接合される部材の全てにおいて、大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上とされているが、セラミックヒータ5に直接又は間接的に接合される部材の少なくとも1つにおいて、大気に晒される部位の少なくとも一部が、上述の放射率とされていればよい。
(A) In the above embodiment, the surface emissivity of at least some of the parts exposed to the atmosphere is 0.75 or more in all the members joined directly or indirectly to the
(b)上記実施形態において、セラミックヒータ5は、外筒20や第2リング部材22等に対して圧入されることにより、外筒20や第2リング部材22等に固定されているが、セラミックヒータ5と外筒20等との固定手法は、特に限定されるものではない。従って、例えば、ロウ付け等により、セラミックヒータ5と外筒20等とを固定することとしてもよい。
(B) In the above embodiment, the
(c)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、特に限定されるものではない。従って、例えば、ハウジング2の後端側内周に圧力センサを設けることとしてもよいし、ハウジング2の外部に圧力センサを設けることとしてもよい。 (C) The arrangement position of the pressure sensor 6 in the above embodiment is an exemplification, and the arrangement position of the pressure sensor 6 is not particularly limited. Therefore, for example, a pressure sensor may be provided on the inner periphery of the rear end side of the housing 2 or a pressure sensor may be provided outside the housing 2.
(d)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、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。 (D) In the above embodiment, a piezoresistor is cited as the sensor element, but a piezoelectric element or the like may be used as the sensor element.
(e)上記実施形態において、セラミックヒータ5は、丸棒状、すなわち、断面円形状とされているが、必ずしも断面円形状である必要はなく、例えば、断面楕円形状や断面長円形状、断面多角形状であってもよい。また、板状の基体を複数形成し、その間に発熱素子を挟み込んだいわゆる板状ヒータに、本発明の技術思想を適用することとしてもよい。
(E) In the above embodiment, the
(f)可動部材19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状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てもよい。
(F) The
(g)上記実施形態において、発熱素子13は、その全体(発熱部14及びリード部15,16)が導電性セラミックにより形成されているが、発熱素子13の一部を導電性セラミック以外の材料により形成してもよい。従って、例えば、発熱部14のみを導電性セラミックにより形成し、リード部15,16を耐熱性に優れる金属(例えば、タングステンやこれを含む金属など)により形成してもよい。
(G) In the above embodiment, the entire heating element 13 (the
1…グロープラグ(圧力センサ付きセラミックグロープラグ)、2…ハウジング、3…キャップ部材、5…セラミックセンサ、6…圧力センサ、7…軸孔、10…センサ固定部材、11…第1リング部材、12…基体、13…発熱素子、17…第1電極取出部、18…第2電極取出部、19…可動部材、20…外筒、21…伝達部材、22…第2リング部材、CL1…軸線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glow plug (ceramic glow plug with a pressure sensor), 2 ... Housing, 3 ... Cap member, 5 ... Ceramic sensor, 6 ... Pressure sensor, 7 ... Shaft hole, 10 ... Sensor fixing member, 11 ... 1st ring member, DESCRIPTION OF
Claims (8)
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たセラミックヒータと、
前記ハウジングに直接又は間接的に接合されるとともに、前記セラミックヒータを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状態で保持する、前記軸線に沿って変形可能な筒状の可動部材と、
前記ハウジングに直接又は間接的に接合されるとともに、前記セラミックヒータ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、
前記セラミックヒータは、
絶縁性セラミックからなる基体と、
当該基体内に設けられた発熱素子とを有するとともに、
前記発熱素子は、前記基体の外表面に露出する電極取出部を有する圧力センサ付きセラミックグロープラグであって、
前記セラミックヒータに直接又は間接的に接合される部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする圧力センサ付きセラミックグロープラグ。 A cylindrical housing having an axial hole extending in the axial direction;
A ceramic heater inserted into the shaft hole in a state in which at least a tip portion thereof protrudes from a tip of the housing;
A cylindrical movable member that is deformable along the axis and that is directly or indirectly joined to the housing and holds the ceramic heater in a state of being relatively displaceable along the axis with respect to the housing. When,
A pressure sensor that is directly or indirectly joined to the housing and detects a pressure based on a relative displacement of the ceramic heater;
The ceramic heater is
A base made of insulating ceramic;
And having a heating element provided in the substrate,
The heating element is a ceramic glow plug with a pressure sensor having an electrode extraction part exposed on the outer surface of the base body,
A ceramic glow plug with a pressure sensor, characterized in that at least a part of a portion exposed to the atmosphere among members directly or indirectly joined to the ceramic heater has a surface emissivity of 0.75 or more.
前記第2電極取出部に接触する部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧力センサ付きセラミックグロープラグ。 The electrode extraction part has a first electrode extraction part and a second electrode extraction part provided on the tip side of the first electrode extraction part,
The emissivity of the surface of at least a part of the part exposed to the atmosphere among the members in contact with the second electrode extraction part is 0.75 or more. Ceramic glow plug with pressure sensor as described.
前記キャップ部材のうち大気に晒される部位の少なくとも一部は、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の圧力センサ付きセラミックグロープラグ。 It is directly or indirectly joined to the front end of the housing, and includes a cylindrical cap member in which the ceramic heater is disposed on its inner periphery,
6. The ceramic glow with a pressure sensor according to claim 1, wherein the emissivity of a surface of at least a part of the cap member exposed to the atmosphere is 0.75 or more. plug.
前記内周面のうち大気に晒される部位の全域において、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧力センサ付きセラミックグロープラグ。 At least one of the members directly or indirectly joined to the ceramic heater has an inner peripheral surface exposed to the atmosphere,
The ceramic glow plug with a pressure sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the emissivity of the surface is 0.75 or more in the whole area of the inner peripheral surface exposed to the atmosphere. .
前記外周面のうち大気に晒される部位の全域において、表面の放射率が0.75以上であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の圧力センサ付きセラミックグロープラグ。 At least one of the members directly or indirectly joined to the ceramic heater has an outer peripheral surface exposed to the atmosphere,
8. The ceramic glow plug with a pressure sensor according to claim 1, wherein the emissivity of the surface is 0.75 or more in the entire area of the outer peripheral surface exposed to the atmosphere. 9.
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