JP6154652B2 - 燃焼圧センサ付きグロープラグ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の始動を補助するグロープラグに、内燃機関の燃焼圧を検知する圧力センサを一体に備えた燃焼圧センサ付きグロープラグに関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動を補助するグロープラグに、内燃機関の燃焼圧を検知する圧力センサを一体に備えた燃焼圧センサ付きグロープラグが知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、ハウジングの内部でこのハウジングとヒータ部とを弾性的に連結し、ヒータ部を軸線方向に変位可能としている。そして、燃焼圧の変化に伴うヒータ部の軸線方向の変位を圧力センサに伝達して、内燃機関の燃焼圧を検知する。圧力センサは、例えば、環状の金属ダイアフラムと、この金属ダイアフラムの上面に接合されたピエゾ抵抗素子とを有し、燃焼圧の変化でヒータ部が軸線方向に変位することに伴って生じる金属ダイアフラムの歪みの度合いをピエゾ抵抗素子で検知して、燃焼圧を検知する。

特開２０１２−１７７４８３号公報

ところで、このような燃焼圧センサ付きグロープラグ（以下、単にグロープラグともいう）では、ヒータ部の軸線方向の変位を許容しつつ、外部接続端子からヒータ部に電力を供給する必要がある。そこで、外部接続端子とヒータ部とを、ばねなど軸線方向に弾性変形可能な接続部材で連結して、ヒータ部の軸線方向の変位を許容しつつ、互いを電気的に導通させることが考えられる。
しかし、このように弾性変形可能な接続部材を用いた場合には、この接続部材の弾性によって、ヒータ部に軸線方向の荷重が掛かり、燃焼圧の検知に影響を与えてしまう。しかも、この荷重は、グロープラグ毎にばらつきが大きく、キャリブレーションを行っても、その影響を吸収することが難しい。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ヒータ部に軸線方向の荷重が掛からないように外部接続端子とヒータ部とを導通させて、この荷重による燃焼圧の検知への影響を抑制し、燃焼圧を適切に検知可能な燃焼圧センサ付きグロープラグを提供することを目的とする。

その一態様は、自身の軸線に沿う軸線方向に延びる筒状のハウジングと、自身のヒータ先端部を上記ハウジングの先端から突出させて、上記軸線方向に変位可能に上記ハウジング内に配置され、通電により上記ヒータ先端部が発熱するヒータ部と、上記ヒータ部よりも上記軸線方向の後端側に位置し上記ハウジングと絶縁された状態でこれに固定された外部接続端子と、上記ハウジングに対する上記ヒータ部の上記軸線方向の変位から燃焼圧を検知する圧力センサとを備え、上記ヒータ部と上記外部接続端子とを導通する導通経路中に、上記ヒータ部の上記軸線方向の変位を許容し、かつ、上記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材と上記外部接続端子またはこれに導通する部材とを、直接にまたはこれらとは別部材を介して間接に、上記軸線に直交する径方向に接触導通させて、上記ヒータ部が上記軸線方向に変位しても、上記軸線方向の変位による上記軸線方向への荷重を発生させることなく、上記導通経路の導通を維持する接触導通機構を有する燃焼圧センサ付きグロープラグである。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、ヒータ部と外部接続端子とを導通する導通経路中に、ヒータ部の軸線方向の変位を許容する接触導通機構を有する。しかも、この接触導通機構は、ヒータ部またはこれに導通し従動する部材（以下、ヒータ部等という）と外部接続端子またはこれに導通する部材（以下、外部接続端子等という）とが径方向に接触導通し、ヒータ部が軸線方向に変位しても、導通経路の導通を維持する。
このような接触導通機構を用いることにより、前述の弾性変形可能な接続部材を用いたグロープラグのように、接続部材の弾性による軸線方向の荷重をヒータ部に掛けることがない。このため、この軸線方向の荷重による燃焼圧の検知への影響やグロープラグ毎のばらつきを抑えることができ、燃焼圧を適切に検知可能な燃焼圧センサ付きグロープラグとなる。

さらに、上述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記接触導通機構は、前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材を前記軸線方向に変位可能に支持する直線運動軸受機構である燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、接触導通機構は、ヒータ部等を軸線方向に変位可能に支持する直線運動軸受機構である。このような直線運動軸受機構を用いることで、ヒータ部等の軸線に直交する径方向の変位を規制し、ヒータ部等と外部接続端子等とを確実に導通させつつ、ヒータ部等の軸線方向の変位による外部接続端子等との間の摩擦の発生を最小限に抑えることができる。これにより、燃焼圧をより適切に検知することができる。
なお、直線運動軸受機構としては、例えば、リニアモーションボールベアリング、リニアブッシュ、リニアベアリング、リニアボールベアリング、リニアローラーベアリングなど、いわゆる直動軸受と呼ばれる機構が挙げられる。

さらに、上述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記直線運動軸受機構は、前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材のうち前記軸線方向後端側に位置し、軸状とされたヒータ側後端部と、前記外部接続端子またはこれに導通する部材に設けた、上記ヒータ側後端部を挿入可能な直線運動軸受とからなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、直線運動軸受機構は、ヒータ部等の軸状のヒータ側後端部と、このヒータ側後端部を挿入可能な直線運動軸受とからなる。
このように、ヒータ側後端部を直線運動軸受機構の一部として用いることで、より小型で安価に直線運動軸受機構を構成することができる。
このような直線運動軸受機構としては、具体的には、例えば、丸棒状のヒータ側後端部と、このヒータ側後端部に径方向外側から多点接触するボールベアリングとで構成される軸受機構などが挙げられる。
なお、ヒータ側後端部の形状は、丸棒状のものに限られず、例えば、四角棒状など、多角形棒状であっても良い。

また、前述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記接触導通機構は、前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材に設けられた第１接触部と、前記外部接続端子またはこれに導通する部材に設けられた第２接触部とを含み、上記第１接触部と上記第２接触部とは、一方が他方に前記径方向から接触し、かつ、この接触を維持しつつ、上記第１接触部が上記第２接触部に対し前記軸線方向に摺動する摺動接触機構である燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、接触導通機構は、ヒータ部等に設けられた第１接触部と、外部接続端子等に設けられた第２接触部とを含む摺動接触機構である。この摺動接触機構の第１接触部と第２接触部とは、径方向からの接触を維持しつつ、第１接触部が第２接触部に対し軸線方向に摺動する。
このような第１接触部及び第２接触部を設けた摺動接触機構を用いることにより、接触導通機構をより簡易に実現することができる。
なお、径方向からの接触には、その接触の仕方によって、径方向外側からの接触と、径方向内側からの接触の両方が考えられる。例えば、弾性的に接触し摺動する場合としては、（１）外部接続端子等に設けた板ばね状の第２接触部を、ヒータ部等に設けた棒状の第１接触部に径方向外側から弾性的に接触摺動させるものが挙げられる。また、（２）外部接続端子等に設けた板ばね状の第２接触部を、ヒータ部等に設けた筒状の第１接触部に径方向内側から弾性的に接触摺動させるものも挙げられる。また、これらとは逆に、（３）ヒータ部等に設けた板ばね状の第１接触部を、外部接続端子等に設けた棒状の第２接触部に径方向外側から弾性的に接触摺動させるものや、（４）ヒータ部等に設けた板ばね状の第１接触部を、外部接続端子等に設けた筒状の第２接触部に径方向内側から弾性的に接触摺動させるものなども挙げられる。

さらに、上述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記第１接触部は、前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材のうち前記軸線方向後端側に位置するヒータ側後端部であり、前記第２接触部は、前記外部接続端子またはこれに導通する部材のうち前記軸線方向先端側に位置し、上記ヒータ側後端部に前記径方向から弾性的に接触する弾性接触部を有する燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、ヒータ部等のヒータ側後端部を第１接触部とする一方、外部接続端子等の軸線方向先端側に第２接触部を設けている。そして、第２接触部は、ヒータ側後端部に径方向から弾性的に接触する弾性接触部を有している。
このような弾性接触部を設けることにより、ヒータ部が軸線方向に変位しても、ヒータ側後端部と第２接触部の弾性接触部との接触を確実に維持しつつ摺動することができる。
なお、弾性接触部を有する第２接触部としては、例えば、板ばね状をなして、１点または多点で接触するものが挙げられる。

さらに、上述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記第２接触部は、金属の板ばね部である燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、金属の板ばね部を設けることにより、摺動接触機構を簡易な構成とすることができる。

さらに、上述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記第２接触部は、前記弾性接触部を複数備え、前記ヒータ側後端部に複数箇所で接触してなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、第２接触部は、弾性接触部を複数備えて、ヒータ側後端部に複数箇所で接触している。これにより、ヒータ側後端部と第２接触部の弾性接触部との接触をより確実なものとすることができる。

また、前述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記第１接触部は、前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材のうち前記軸線方向後端側に位置し、直棒状とされたヒータ側後端部であり、前記第２接触部は、前記外部接続端子またはこれに導通する部材のうち前記軸線方向先端側に位置し、上記ヒータ側後端部とすきまばめに嵌合する嵌合孔をなし、上記ヒータ側後端部を径方向外側から包囲する筒状の嵌合接触部である燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、ヒータ部等に直棒状とされたヒータ側後端部を設ける一方、外部接続端子等の軸線方向先端側に嵌合孔をなす筒状の嵌合接触部を設けている。そして、ヒータ側後端部は、外部接続端子等の嵌合孔にすきまばめに嵌合して、嵌合接触部に接触、摺動する。
これにより、ヒータ部が軸線方向に変位しても、ヒータ側後端部と嵌合接触部との接触を確実に維持しつつ摺動することができる。

実施形態１に係るグロープラグの縦断面図である。 実施形態１に係るグロープラグのうち、圧力センサ部分を拡大した拡大断面図である。 実施形態１に係るグロープラグのうち、後端部分を拡大した拡大断面図である。 実施形態２に係るグロープラグのうち、後端部分を拡大した拡大断面図である。 実施形態３に係るグロープラグのうち、後端部分を拡大した拡大断面図である。 実施形態４に係るグロープラグのうち、後端部分を拡大した拡大断面図である。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。まず、図１〜図３を参照して、本実施形態１に係る燃焼圧センサ付きグロープラグ１の構造について説明する。図１は、グロープラグ１全体の縦断面図である。また、図２は、その圧力センサ部分を拡大した拡大断面図であり、図３は、後端部分の拡大断面図である。
なお、これら図１等において、グロープラグ１の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＨＪのうち、ヒータ１３０が配置された側（図中下側）を先端側ＧＳとし、これと反対側（図中上側）を後端側ＧＫとして説明する。

グロープラグ１は、例えば、ディーゼルエンジンの燃焼室に取り付けられ、エンジン始動時の点火を補助する熱源として利用される。このグロープラグ１は、主にハウジング１００と、ヒータ１３０及びこれに導通する部材と、圧力センサ２００と、端子アセンブリ２５０とからなる。具体的には、ハウジング１００は、主体金具１１０、内筒１９０のフランジ部１９１及び先端部１９０ｓ並びに先端キャップ１５０を含む。また、ヒータ１３０は、これと一体とされた中軸１２０及び外部接続端子１６０に導通している。なお、ハウジング１００とヒータ１３０とはメンブレン１７０で弾性的に連結されている。圧力センサ２００は、センサ本体２１０のほか、伝達スリーブ２２０及び、センサ本体２１０をハウジング１００（主体金具１１０）の内側に固定する内筒１９０の内筒本体１９２を含む。端子アセンブリ２５０は、外部接続端子１６０の周囲に配置され、端子カバー２６０で覆われている。

さらに具体的には、このグロープラグ１のヒータ１３０は、自身のヒータ先端部１３０ｓを先端キャップ１５０の先端１５０ｓから突出させて、軸線方向ＨＪに変位可能にハウジング１００である主体金具１１０、内筒１９０のフランジ部１９１及び先端部１９０ｓ並びに先端キャップ１５０内に配置されている。ヒータ１３０のヒータ先端部１３０ｓは燃焼室（図示しない）内に露出され、燃焼圧の変化に伴って、ヒータ１３０が軸線方向ＨＪに変位すると、この変位がヒータ１３０に接合された伝達スリーブ２２０を介して、主体金具１１０内の内筒本体１９２に固定されたセンサ本体２１０に伝達される。これにより、グロープラグ１は、ディーゼルエンジン（内燃機関）の燃焼室の燃焼圧を検知することができる。

ハウジング１００の一部をなす主体金具１１０は、金属材からなり、軸線方向ＨＪに自身の金具先端部１１０ｓから金具後端部１１０ｋまで延びる筒状をなす。この主体金具１１０内には軸孔１１０ｈが形成されている。また、主体金具１１０の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫの外周面には、取り付け用の雄ネジ部１１１が形成されている。さらに、金具後端部１１０ｋには、径方向外側に向けて拡径した鍔状の鍔部１１２が形成されている。

内筒１９０のうち、内筒本体１９２は、略円筒状をなし、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内のうち軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに、同心状に配置されている。この内筒本体１９２の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳには、径方向外側に突出して、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓと同外径でハウジング１００の一部をなす鍔状のフランジ部１９１が形成されており、このフランジ部１９１は、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓに溶接されている。また、内筒１９０の後端部１９０ｋには、環状をなすセンサ本体２１０の外周部２１２が溶接されている。

先端キャップ１５０は、金属材からなり、その後端側ＧＫには、円筒状の円筒部１５１が設けられている。この円筒部１５１は、内筒１９０の先端部１９０ｓに外嵌され、内筒１９０のフランジ部１９１に溶接されている。
なお、円筒部１５１の内側には、内筒１９０の先端部１９０ｓとヒータ１３０のシースチューブ１３１とを連結する連結部材であるメンブレン１７０が収容されている。すなわち、先端キャップ１５０は、ヒータ１３０、中軸１２０及び圧力センサ２００を、主体金具１１０及び内筒１９０内に収容し、さらに、メンブレン１７０を内筒１９０の先端部１９０ｓ及びヒータ１３０のシースチューブ１３１に溶接により連結した後に、内筒１９０の先端部１９０ｓに外嵌され、フランジ部１９１に溶接されている。
また、先端キャップ１５０の先端側ＧＳには、先端１５０ｓに向かって縮径する形状のテーパ部１５２が形成されている。グロープラグ１を内燃機関に取り付けた際には、テーパ部１５２が、内燃機関のプラグ取り付け孔の所定のシート面に密接し、燃焼室内からの気密が確保される。
以上のように、主体金具１１０、内筒１９０のフランジ部１９１及び先端部１９０ｓ並びに先端キャップ１５０は一体とされて、グロープラグ１のハウジング１００をなしている。

ヒータ１３０は、シースチューブ１３１、発熱コイル１３２及び制御コイル１３３を備え、図示しない絶縁粉末を封入したシースヒータである（図１参照）。
シースチューブ１３１は、ニッケル合金やステンレス鋼等によって形成され、軸線方向ＨＪに自身のチューブ先端部１３１ｓからチューブ後端部１３１ｋまで延び、チューブ先端部１３１ｓが半球状に閉塞した筒状チューブである。
また、シースチューブ１３１内の先端部分には、チューブ先端部１３１ｓに接合された発熱コイル１３２と、この発熱コイル１３２の後端に直列接続された制御コイル１３３とが配置され、これらの周囲に酸化マグネシウム粉末等の絶縁粉末が充填されている。さらに、シースチューブ１３１内には、次述する中軸１２０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの略半分が挿入され、その先端の中軸先端部１２０ｓは、制御コイル１３３の後端に導通している。

中軸１２０は、炭素鋼またはステンレス鋼材等からなり、軸線方向ＨＪに自身の中軸先端部１２０ｓから中軸後端部１２０ｋまで延びる丸棒状（軸状）をなす。この中軸１２０のうち、中軸先端部１２０ｓを含む軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの略半分は、発熱コイル１３２、制御コイル１３３と共にシースチューブ１３１内に挿入され、図示しない絶縁粉末によって固定されて、ヒータ１３０と中軸１２０が一体にされている。なお、シースチューブ１３１のチューブ後端部１３１ｋと中軸１２０との間は、環状ゴム１４０により間隔が保たれ絶縁されると共に、気密に封止されている（図２参照）。

メンブレン１７０は、ステンレス鋼やニッケル合金等によって形成された軸線方向ＨＪに弾性を有する部材であり、その先端部１７０ｓが径小とされ、後端部１７０ｋが径大とされた二段円筒状をなす。この径大の後端部１７０ｋは、内筒１９０の先端部１９０ｓに溶接され、一方、径小の先端部１７０ｓは、伝達スリーブ２２０のスリーブ先端部２２０ｓよりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳでシースチューブ１３１の外周面に溶接されている。
これにより、メンブレン１７０を介して、ヒータ１３０のシースチューブ１３１とハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）とが導通される。加えて、ヒータ１３０と内筒１９０の先端部１９０ｓが、メンブレン１７０で弾性的に連結されることで、ヒータ１３０は、ハウジング１００に保持され、かつ、このメンブレン１７０の弾性によって、軸線方向ＨＪの変位が許容されている。そして、次述するように、ヒータ１３０の軸線方向ＨＪの変位は、ヒータ１３０と一体とされた伝達スリーブ２２０によってセンサ本体２１０に伝達される。

圧力センサ２００のうち、伝達スリーブ２２０は、金属材によって形成された略円筒状をなし、ヒータ１３０のシースチューブ１３１に外嵌すると共に、中軸１２０のうちシースチューブ１３１の外部に露出した略中央部分まで延びている。伝達スリーブ２２０は、その先端のスリーブ先端部２２０ｓで、シースチューブ１３１の外周面に溶接され、ヒータ１３０と一体にされて、このヒータ１３０と共に、ハウジングの内筒１９０内に収容されている。また、伝達スリーブ２２０の後端部２２０ｋは、環状をなすセンサ本体２１０の内周部２１１に結合されている。ヒータ１３０の軸線方向ＨＪの変位は、この伝達スリーブ２２０によってセンサ本体２１０の内周部２１１に伝達される。

センサ本体２１０は、ピエゾ抵抗型素子からなる圧力検知素子２１５を、金属材からなる環状のダイアフラム体２１４のダイアフラム部２１３上に配設してなる。このセンサ本体２１０は、伝達スリーブ２２０によって伝達されたヒータ１３０の軸線方向ＨＪの変位によってダイアフラム部２１３を撓ませることにより燃焼圧の検知を行う。
このセンサ本体２１０のダイアフラム体２１４は、略円筒状をなす内周部２１１及び外周部２１２とこれらの間に架け渡され薄肉とされた環状のダイアフラム部２１３とからなり、内周部２１１の内側には、中軸１２０が環状の隙間を介して挿通されている。また、外周部２１２は内筒１９０の後端部１９０ｋに結合され、内周部２１１は伝達スリーブ２２０の後端部２２０ｋに結合されている。

また、環状のダイアフラム部２１３上には、複数の圧力検知素子２１５が貼設されている。この圧力検知素子２１５は、ダイアフラム部２１３が撓むことにより歪み、その歪みの度合いによって自身の抵抗値が変化する。

また、図３に示すように、ハウジング１００のうち主体金具１１０の金具後端部１１０ｋには、筒状をなす金属製の端子カバー２６０が、その先端部２６０ｓを金具後端部１１０ｋの鍔部１１２に突き当てて外嵌され、溶接されている。
そして、この端子カバー２６０の内側には、外部からヒータ１３０への給電を受け入れる金属製の外部接続端子１６０及びこれを取り囲んで配置された端子アセンブリ２５０が配置されており、これらは、その一部を、端子カバー２６０の後端部２６０ｋから軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに突出させた状態で収容されている。なお、外部接続端子１６０には、上記給電のための接続に用いる接続孔１６０ｈが形成されている。

端子アセンブリ２５０内には、その形態を詳述しないが、圧力検知素子２１５より出力される信号を外部回路に出力するための図示しない出力端子部及び配線が設けられている。また、端子アセンブリ２５０の内側には、中軸１２０の中軸後端部１２０ｋと、外部接続端子１６０とが配置されている。

外部接続端子１６０には、その軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに円筒状の筒部１６２が設けられており、さらに、この筒部１６２の先端部１６２ｓには、中軸後端部１２０ｋが挿入されて、この中軸後端部１２０ｋに径方向ＨＲ（図３中、左右方向）に接触導通するボールベアリングのボール１６３が設けられており、筒部１６２の先端部１６２ｓとボール１６３と中軸後端部１２０ｋとで、接触導通機構である直線運動軸受機構１０が構成されている。また、ヒータ１３０、中軸１２０、外部接続端子１６０及びボール１６３を含む直線運動軸受機構１０で、これらを導通する導通経路が形成されている。これにより、中軸１２０と外部接続端子１６０とが、この直線運動軸受機構１０（接触導通機構）のボール１６３を介して径方向ＨＲに接触導通して、互いに電気的に導通している。また、直線運動軸受機構１０は、ヒータ１３０及び中軸１２０を軸線方向ＨＪに移動可能に支持しており、ヒータ１３０及び中軸１２０の軸線方向ＨＪの変位が許容されている。このため、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸１２０と外部接続端子１６０との導通が維持される。

また、外部接続端子１６０は、端子アセンブリ２５０内の軸線ＡＸ上に配置されると共に、外部接続端子１６０と端子アセンブリ２５０との間に介在させた接着剤により、外部接続端子１６０の固定及び、外部接続端子１６０と端子アセンブリ２５０との間の封止が行われている。
なお、端子カバー２６０の後端部２６０ｋは縮径され、これにより、段部２６１が形成されている。端子アセンブリ２５０も同様に、後端部２５０ｋが縮径した形態とされ、端子カバー２６０の段部２６１に、端子アセンブリ２５０の外周に形成された肩部２５１が係合している。
また、外部接続端子１６０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳには、径方向外側に向けて拡径した拡径部１６１が形成され、この拡径部１６１は、端子アセンブリ２５０の内側に形成された段部２５２に係合している。

本実施形態１のグロープラグ１において、ヒータ１３０及び中軸１２０が本発明におけるヒータ部に相当し、中軸１２０の中軸後端部１２０ｋがヒータ側後端部に相当する。また、外部接続端子１６０の筒部１６２の先端部１６２ｓ及びボールベアリングのボール１６３が直線運動軸受に相当する。

以上で説明したように、本実施形態１のグロープラグ１では、中軸１２０と外部接続端子１６０とが、接触導通機構である直線運動軸受機構１０のボール１６３を介して径方向ＨＲに接触導通して、互いに電気的に導通しており、これにより、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸１２０と外部接続端子１６０との導通が維持される。
このような接触導通機構１０を用いることにより、ヒータ１３０及び中軸１２０に軸線方向ＨＪの荷重を掛けることがないので、この軸線方向ＨＪの荷重による燃焼圧の検知への影響やグロープラグ毎のばらつきを抑えることができ、燃焼圧を適切に検知可能な燃焼圧センサ付きグロープラグ１となる。

さらに、接触導通機構１０として直線運動軸受機構１０を用いることで、ヒータ１３０及び中軸１２０の軸線ＡＸに直交する径方向ＨＲの変位を規制し、ヒータ１３０及び中軸１２０と外部接続端子１６０とを確実に導通させつつ、ヒータ１３０及び中軸１２０の軸線方向ＨＪの変位による外部接続端子１６０との間の摩擦の発生を最小限に抑えることができる。これにより、燃焼圧をより適切に検知することができる。

さらに、本実施形態１のグロープラグ１では、直線運動軸受機構１０は、丸棒状（軸状）の中軸後端部１２０ｋと、この中軸後端部１２０ｋを挿入可能な外部接続端子１６０の筒部１６２の先端部１６２ｓ及びボールベアリングのボール１６３（直線運動軸受）とからなる。
このように、中軸後端部１２０ｋを直線運動軸受機構１０の一部として用いることで、より小型で安価に直線運動軸受機構１０を構成することができる。

（実施形態２）
次いで、本発明の第２の実施の形態を、図４を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態２に係る燃焼圧センサ付きグロープラグ１Ａの後端部分の拡大断面図である。実施形態１のグロープラグ１では、接触導通機構として、中軸後端部１２０ｋ、外部接続端子１６０の筒部１６２の先端部１６２ｓ及びボールベアリングのボール１６３からなる直線運動軸受機構１０を用いていた。これに対し、本実施形態２のグロープラグ１Ａでは、実施形態１とは異なり、接触導通機構として、中軸後端部１２０ｋに径方向ＨＲから弾性的に接触する金属の板ばね部１６４を備える摺動接触機構１０Ａを用いている。
なお、本実施形態２及びその他の実施形態において、ヒータ１３０や圧力センサ２００等の接触導通機構以外の構造は、実施形態１のグロープラグ１と同様であるので、これらについては説明を省略する。

本実施形態２では、図４に示すように、端子アセンブリ２５０の内側には、中軸１２０の中軸後端部１２０ｋと、外部接続端子１６０とが配置されており、外部接続端子１６０には、その軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに弾性を有し略Ｖ字状に曲折された１枚の板ばね部１６４が設けられている。この板ばね部１６４は、自身の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに位置し曲折の頂部をなす弾性接触部１６５で、中軸後端部１２０ｋに径方向ＨＲから弾性的に接触している。
なお、板ばね部１６４は、弾性接触部１６５で中軸後端部１２０ｋに接触すると共に、中軸後端部１２０ｋと板ばね部１６４とは、この接触を維持しつつ、中軸後端部１２０ｋが板ばね部１６４に対し軸線方向ＨＪに摺動する。また、板ばね部１６４及びその弾性接触部１６５と中軸後端部１２０ｋとで、接触導通機構である摺動接触機構１０Ａが構成されている。また、ヒータ１３０、中軸１２０、外部接続端子１６０及び摺動接触機構１０Ａで、これらを導通する導通経路が形成されている。
これにより、ヒータ１３０及び中軸１２０と外部接続端子１６０とが、接触導通機構１０Ａにより径方向ＨＲに接触導通して、互いに電気的に導通している。また、これと共に、ヒータ１３０及び中軸１２０の軸線方向ＨＪの変位が許容され、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸１２０と外部接続端子１６０との導通が維持される。
本実施形態２のグロープラグ１Ａにおいて、中軸後端部１２０ｋがヒータ側後端部及び第１接触部に相当し、弾性接触部１６５を有する外部接続端子１６０の板ばね部１６４が第２接触部に相当する。

以上で説明したように、本実施形態２のグロープラグ１Ａでは、ヒータ１３０及び中軸１２０と外部接続端子１６０とが、接触導通機構である摺動接触機構１０Ａにより径方向ＨＲに接触導通して、互いに電気的に導通しており、これにより、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸１２０と外部接続端子１６０との導通が維持される。
このような接触導通機構１０Ａを用いることにより、実施形態１と同様、ヒータ１３０及び中軸１２０に軸線方向ＨＪの荷重を掛けることがないので、この軸線方向ＨＪの荷重による燃焼圧の検知への影響やグロープラグ毎のばらつきを抑えることができ、燃焼圧を適切に検知可能な燃焼圧センサ付きグロープラグ１となる。

さらに、本実施形態２のグロープラグ１Ａでは、接触導通機構１０Ａは、中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）と、外部接続端子１６０に設けられた板ばね部１６４（第２接触部）とを含む摺動接触機構１０Ａである。なお、中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）と板ばね部１６４（第２接触部）とは、径方向ＨＲからの接触を維持しつつ、中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）が板ばね部１６４（第２接触部）に対し軸線方向ＨＪに摺動する。
このような中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）及び板ばね部１６４（第２接触部）を設けた摺動接触機構１０Ａを用いることにより、接触導通機構１０Ａをより簡易に実現することができる。

さらに、本実施形態２のグロープラグ１Ａでは、外部接続端子１６０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに板ばね部１６４（第２接触部）を設けており、この板ばね部１６４は、中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）に径方向ＨＲから弾性的に接触する弾性接触部１６５を有している。
このような弾性接触部１６５を設けることにより、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）と板ばね部１６４（第２接触部）との接触を確実に維持しつつ摺動することができる。

さらに、本実施形態２のグロープラグ１Ａでは、金属の板ばね部１６４を設けることにより、摺動接触機構１０Ａを簡易な構成とすることができる。

（実施形態３）
次いで、本発明の第３の実施の形態を、図５に示す。この図５は、本実施形態３に係る燃焼圧センサ付きグロープラグ１Ｂの後端部分の拡大断面図である。実施形態２のグロープラグ１Ａでは、接触導通機構として、板ばね部１６４を１枚備え、この板ばね部１６４の弾性接触部１６５により、中軸後端部１２０ｋに１箇所で接触している摺動接触機構１０Ａを用いていた。これに対し、本実施形態３のグロープラグ１Ｂでは、接触導通機構として、板ばね部１６４（弾性接触部１６５）を複数備え、中軸後端部１２０ｋに複数箇所で接触している摺動接触機構１０Ｂを用いている点で異なり、ヒータ部１３０、中軸１２０、外部接続端子１６０及び摺動接触機構１０Ｂで、これらを導通する導通経路が形成されている。なお、本実施形態３では、板ばね部１６４を２枚備えて、中軸後端部１２０ｋの被接触部１２３に２箇所で接触する例を示したが、摺動接触機構１０Ｂとして、さらに多くの板ばね部１６４（弾性接触部１６５）を備えていても良い。

本実施形態３のグロープラグ１Ｂでは、実施形態２と同様の作用効果を奏するほか、摺動接触機構１０Ｂとして、板ばね部１６４及び弾性接触部１６５を複数備え、中軸後端部１２０ｋに複数箇所で接触しているので、中軸後端部１２０ｋと板ばね部１６４（弾性接触部１６５）との接触をより確実なものとすることができる。

（実施形態４）
次いで、本発明の第４の実施の形態を、図６を参照しつつ説明する。図６は、本実施形態４に係る燃焼圧センサ付きグロープラグ１Ｃの後端部分の拡大断面図である。実施形態２，３では、接触導通機構である摺動接触機構１０Ａ，１０Ｂとして、板ばね部１６４を有していた。これに対し、本実施形態４のグロープラグ１Ｃでは、実施形態２，３の板ばね部１６４とは異なり、接触導通機構である摺動接触機構１０Ｃとして、嵌合孔１６７をなす筒状の嵌合接触部１６８を有している。

本実施形態４では、図６に示すように、端子アセンブリ２５０の内側には、中軸１２０の直円柱状（直棒状）の中軸後端部１２０ｋと、外部接続端子１６０とが配置されており、外部接続端子１６０には、その軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに円筒状の筒部１６６が設けられている。また、筒部１６６の内側には、中軸後端部１２０ｋとすきまばめに嵌合する嵌合孔１６７が形成されており、この嵌合孔１６７をなす筒部１６６のうち軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの嵌合接触部１６８が、中軸後端部１２０ｋを径方向ＨＲ外側から包囲している。これにより、中軸後端部１２０ｋは、嵌合孔１６７をなす筒状の嵌合接触部１６８に接触、摺動する。また、筒部１６６には、自身を貫通して嵌合孔１６７に連通する空気孔１６９が空気抜きのために設けられている。
なお、本実施形態４では、中軸後端部１２０ｋがヒータ側後端部及び第１接触部に相当し、嵌合接触部１６８が第２接触部に相当する。また、中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）と嵌合接触部１６８（第２接触部）とで、接触導通機構である摺動接触機構１０Ｃが構成されている。また、ヒータ１３０、中軸１２０、外部接続端子１６０及び摺動接触機構１０Ｃで、これらを導通する導通経路が形成されている。
これにより、ヒータ１３０及び中軸１２０と外部接続端子１６０とが、接触導通機構１０Ｃにより径方向ＨＲに接触導通して、互いに電気的に導通している。また、これと共に、ヒータ１３０及び中軸１２０の軸線方向ＨＪの変位が許容され、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸１２０と外部接続端子１６０との導通が維持される。

以上で説明したように、本実施形態４のグロープラグ１Ｃでは、中軸１２０と外部接続端子１６０とが、接触導通機構である摺動接触機構１０Ｃにより径方向ＨＲに接触導通して、互いに電気的に導通しており、これにより、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸１２０と外部接続端子１６０との導通が維持される。
このような接触導通機構１０Ｃを用いることにより、実施形態１〜３と同様、ヒータ１３０及び中軸１２０に軸線方向ＨＪの荷重を掛けることがないので、この軸線方向ＨＪの荷重による燃焼圧の検知への影響やグロープラグ毎のばらつきを抑えることができ、燃焼圧を適切に検知可能な燃焼圧センサ付きグロープラグ１となる。

さらに、本実施形態４のグロープラグ１Ｃでは、直円柱状（直棒状）の中軸後端部１２０ｋを設ける一方、外部接続端子１６０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに嵌合孔１６７をなす筒状の嵌合接触部１６８を設けている。そして、中軸後端部１２０ｋは、外部接続端子１６０の嵌合孔１６７にすきまばめに嵌合して、嵌合接触部１６８に接触、摺動する。
これにより、ヒータ１３０及び中軸１２０が軸線方向ＨＪに変位しても、中軸後端部１２０ｋと嵌合接触部１６８との接触を確実に維持しつつ摺動することができる。
また、このような中軸後端部１２０ｋ及び嵌合接触部１６８を設けることにより、接触導通機構である摺動接触機構１０Ｃをより簡易に実現することができる。

以上において、本発明を実施形態１〜４に即して説明したが、本発明はこれらの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１〜４では、グロープラグ１は、ヒータ１３０として、シースヒータを備えたいわゆるメタルグロープラグを例示した。しかし、グロープラグとしては、これに限られず、ヒータとして、セラミックヒータを備えたいわゆるセラミックグロープラグを用いても良い。
また、実施形態１〜４では、圧力検知素子２１５としてピエゾ抵抗型素子を用いたが、圧力検知素子としては、圧電素子等を用いることもできる。

また、実施形態１では、直線運動軸受としてボールベアリングを用いたが、リニアブッシュ、リニアローラーベアリングなど、その他の直動軸受を用いても良い。
また、実施形態１では、ヒータ側後端部である中軸後端部１２０ｋの形状を丸棒状としたが、中軸後端部１２０ｋは軸状であれば良く、例えば、角棒状など、その断面が多角形をなすものであっても良い。

また、実施形態２，３では、摺動接触機構１０Ａ，１０Ｂとして、弾性接触部１６５を有する板ばね部１６４（第２接触部）を外部接続端子１６０に設ける一方、ヒータ側後端部である棒状の中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）に板ばね部１６４の弾性接触部１６５が径方向ＨＲ外側から弾性的に接触摺動させる構成とした（図４，図５参照）。しかし、中軸後端部１２０ｋを筒状に形成し、この筒状の中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）に、外部接続端子１６０に設けた板ばね状の弾性接触部（第２接触部）を径方向ＨＲ内側から弾性的に接触摺動させる構成としても良い。また、これらとは逆に、ヒータ側後端部である中軸後端部１２０ｋに板ばね状の弾性接触部を設けて、この中軸後端部１２０ｋに設けた弾性接触部（第１接触部）を、外部接続端子１６０に設けた棒状の第２接触部に径方向ＨＲ外側からまたは筒状の第２接触部に径方向ＨＲ内側から弾性的に接触摺動させる構成としても良い。
また、実施形態４では、摺動接触機構１０Ｃとして、筒状の嵌合接触部１６８（第２接触部）を外部接続端子１６０に設ける一方、ヒータ側後端部である直円柱状（直棒状）の中軸後端部１２０ｋ（第１接触部）に嵌合接触部１６８が径方向ＨＲ外側から接触する構成とした（図６参照）。しかし、これとは逆に、ヒータ側後端部である中軸後端部１２０ｋに筒状の嵌合接触部を設けて、この中軸後端部１２０ｋに設けた嵌合接触部（第１接触部）が、外部接続端子１６０に設けた直棒状の第２接触部に径方向ＨＲ外側から接触する構成としても良い。

また、実施形態１では、中軸１２０と外部接続端子１６０とを導通する導通経路中にボールベアリングのボール１６３を介在させたが、このボール１６３が設けられた外部接続端子１６０の筒部１６２は、外部接続端子１６０と一体とされていた。また、ボール１６３は、中軸１２０の中軸後端部１２０ｋに直接、径方向ＨＲに接触導通していた。
しかし、ボール１６３を、外部接続端子１６０に導通する別の部材に設けても良く、また、ボール１６３を、中軸１２０に導通し従動する別の部材に接触導通させても良い。
また、実施形態２，３の板ばね部１６４や実施形態４の嵌合接触部１６８も、外部接続端子１６０と一体とされて、それぞれ中軸後端部１２０ｋに直接、径方向ＨＲに接触導通していた。
しかし、中軸１２０と外部接続端子１６０を導通する導通経路中に、中軸１２０に導通し従動する別の部材や、外部接続端子１６０に導通する別の部材を有していても良く、接触導通機構は、中軸１２０またはこれに導通する部材と外部接続端子１６０またはこれに導通する部材とを、直接にまたはボールベアリングのボール１６３のような別部材を介して間接に、径方向ＨＲに接触導通させるものであれば良い。

ＡＸ 軸線
ＨＪ 軸線方向
ＧＳ 先端側
ＧＫ 後端側
ＨＲ 径方向
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 燃焼圧センサ付きグロープラグ（グロープラグ）
１０ 直線運動軸受機構（接触導通機構）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 摺動接触機構（接触導通機構）
１００ ハウジング
１１０ 主体金具（ハウジング）
１２０ 中軸（ヒータ部）
１２０ｋ 中軸後端部（ヒータ側後端部，第１接触部）
１３０ ヒータ（ヒータ部）
１３０ｓ ヒータ先端部
１５０ 先端キャップ（ハウジング）
１５０ｓ （先端キャップ（ハウジング）の）先端
１６０ 外部接続端子
１６２ 筒部
１６２ｓ （筒部の）先端部（直線運動軸受）
１６３ ボールベアリングのボール（直線運動軸受）
１６４ 板ばね部（第２接触部）
１６５ 弾性接触部
１６７ 嵌合孔
１６８ 嵌合接触部（第２接触部）
１９０ 内筒
１９０ｓ （内筒の）先端部（ハウジング）
１９１ フランジ部（ハウジング）
１９２ 内筒本体（圧力センサ）
２００ 圧力センサ
２１０ センサ本体（圧力センサ）
２１５ 圧力検知素子（検知素子）
２２０ 伝達スリーブ（圧力センサ）

Claims (8)

1. 自身の軸線に沿う軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
   自身のヒータ先端部を上記ハウジングの先端から突出させて、上記軸線方向に変位可能に上記ハウジング内に配置され、通電により上記ヒータ先端部が発熱するヒータ部と、
   上記ヒータ部よりも上記軸線方向の後端側に位置し上記ハウジングと絶縁された状態でこれに固定された外部接続端子と、
   上記ハウジングに対する上記ヒータ部の上記軸線方向の変位から燃焼圧を検知する圧力センサとを備え、
   上記ヒータ部と上記外部接続端子とを導通する導通経路中に、
   上記ヒータ部の上記軸線方向の変位を許容し、かつ、
   上記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材と上記外部接続端子またはこれに導通する部材とを、直接にまたはこれらとは別部材を介して間接に、上記軸線に直交する径方向に接触導通させて、上記ヒータ部が上記軸線方向に変位しても、上記軸線方向の変位による上記軸線方向への荷重を発生させることなく、上記導通経路の導通を維持する接触導通機構を有する
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
2. 請求項１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記接触導通機構は、
   前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材を前記軸線方向に変位可能に支持する直線運動軸受機構である
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
3. 請求項２に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記直線運動軸受機構は、
   前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材のうち前記軸線方向後端側に位置し、軸状とされたヒータ側後端部と、
   前記外部接続端子またはこれに導通する部材に設けた、上記ヒータ側後端部を挿入可能な直線運動軸受とからなる
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
4. 請求項１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記接触導通機構は、
   前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材に設けられた第１接触部と、
   前記外部接続端子またはこれに導通する部材に設けられた第２接触部とを含み、
   上記第１接触部と上記第２接触部とは、一方が他方に前記径方向から接触し、かつ、この接触を維持しつつ、上記第１接触部が上記第２接触部に対し前記軸線方向に摺動する摺動接触機構である
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
5. 請求項４に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記第１接触部は、
   前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材のうち前記軸線方向後端側に位置するヒータ側後端部であり、
   前記第２接触部は、
   前記外部接続端子またはこれに導通する部材のうち前記軸線方向先端側に位置し、上記ヒータ側後端部に前記径方向から弾性的に接触する弾性接触部を有する
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
6. 請求項５に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記第２接触部は、
   金属の板ばね部である
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
7. 請求項５または請求項６に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記第２接触部は、
   前記弾性接触部を複数備え、前記ヒータ側後端部に複数箇所で接触してなる
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
8. 請求項４に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記第１接触部は、
   前記ヒータ部またはこれに導通し従動する部材のうち前記軸線方向後端側に位置し、直棒状とされたヒータ側後端部であり、
   前記第２接触部は、
   前記外部接続端子またはこれに導通する部材のうち前記軸線方向先端側に位置し、上記ヒータ側後端部とすきまばめに嵌合する嵌合孔をなし、上記ヒータ側後端部を径方向外側から包囲する筒状の嵌合接触部である
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。

Images