JP6271877B2 - 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、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検知する圧力センサを一体に設け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、ヒータ部は、連結部材を介してハウジングに弾性的に連結され、ヒータ部が軸線方向に変位可能にハウジング内に配置されている。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、内燃機関の燃焼室内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、上述のように、ヒータ部を軸線方向に変位可能にハウジング内に配置すべく、連結部材を設けている。加えて、例えば、ヒータ部とハウジングとの間には、ヒータ部を軸線方向に変位可能とするため、隙間が設けられており、この隙間を通じて、ハウジング内は燃焼室に連通している。したがって、燃焼室で発生した燃焼ガスが、ハウジング内へ侵入し、連結部材は、燃焼ガスに接触する。
このため、連結部材は、軸線方向に変形可能な弾性を有し、しかも、耐久性及び耐熱性が必要なため、その材料としては、従来、ステンレス鋼やニッケル合金等の金属材が使用されていた。しかしながら、このような金属材を用いた連結部材は、接触する燃焼ガスからの受熱によって、熱膨張が生じ易く、連結部材に熱膨張を生じると、これが結合しているヒータ部を軸線方向に変位させる。これにより、圧力センサには、この連結部材の熱膨張に起因する出力の変動（出力ドリフト）が生じ、検知される燃焼圧に測定誤差を生じることがある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、燃焼ガスからの受熱による連結部材の熱膨張に起因する、圧力センサの出力ドリフトを緩和した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、軸線方向に延びる筒状のハウジングと、自身の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、通電により発熱する棒状のヒータ部と、上記ヒータ部を上記軸線方向に変位可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスに接触する連結部材と、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、を備える燃焼圧センサ付きグロープラグであって、上記連結部材は、セラミック材からなり、径大の後端部から径小の先端部に向けてなだらかに縮径した二段円筒状であり、その一端及び他端がそれぞれ前記ヒータ部及び前記ハウジングに気密に結合してなり、前記ハウジング内のうち前記連結部材の前記軸線方向後端側に配置され、前記ヒータ部を上記軸線方向に変位可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結する金属製の主連結部材を備え、上記連結部材は、そのバネ定数が上記主連結部材よりも小さい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、連結部材が、セラミック材からなる。
前述したように、ハウジング内は、例えば、ヒータ部とハウジングとの間の隙間を通じて、内燃機関の燃焼室に連通しており、内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスがハウジング内に侵入し、連結部材は、燃焼ガスに接触する。一方、連結部材は、従来、ステンレス鋼やニッケル合金等の金属材からなり、このような金属材を用いた連結部材は、燃焼ガスからの受熱によって、熱膨張が生じ易く、連結部材に熱膨張を生じると、前述したように、熱膨張に起因する圧力センサの出力ドリフトが生じる。
これに対し、この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、連結部材がセラミック材からなり、このセラミック材からなる連結部材は、燃焼ガスに接触しても、金属製の連結部材に比して、燃焼ガスからの受熱による熱膨張が生じにくく、また、耐熱性を高くすることができる。これにより、燃焼ガスからの受熱による連結部材の熱膨張が抑制され、この熱膨張に起因する圧力センサの出力ドリフトを緩和した燃焼圧センサ付きグロープラグが得られる。
また、この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、連結部材とヒータ部との間、及び、連結部材とハウジングとの間を封止している。これにより、燃焼ガスがハウジング内のうち連結部材よりも軸線方向後端側へ侵入するのが防止される。
さらに、この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、セラミック材からなる連結部材の他に、この連結部材の軸線方向後端側に配置された金属製の主連結部材を備えている。そして、セラミック材からなる連結部材は、そのバネ定数が金属製の主連結部材よりも小さい。
このため、セラミック材からなる連結部材と金属製の主連結部材のうち、主としてヒータ部とハウジングとを弾性的に連結するのは、金属製の主連結部材である。その一方、セラミック材からなる連結部材は、主連結部材よりも軸線方向先端側に配置されて、ヒータ部及びハウジングに気密に結合しているので、燃焼室内の燃焼ガスは、このセラミック材からなる連結部材によって遮られて、金属製の主連結部材に直接接触しない。これにより、主連結部材で、ヒータ部とハウジングとの弾性的な連結を保持しつつも、燃焼ガスからの受熱による金属製の主連結部材の熱膨張を抑制し、圧力センサの出力ドリフトを緩和した燃焼圧センサ付きグロープラグが得られる。
なお、セラミック材としては、例えば、窒化珪素、アルミナ（酸化アルミニウム）、ジルコニア（二酸化ジルコニウム）等が挙げられる。
また、燃焼ガスに接触する連結部材としては、連結部材の全体がハウジング内に配置され、ハウジング内に侵入した燃焼ガスに接触するもののほか、連結部材の一部がハウジングより先端に露出し、この露出する部分が、燃焼室で発生した燃焼ガスに直接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、前記連結部材は、前記ヒータ部との結合部分がメタライズ加工され、ろう付けにより上記ヒータ部に結合されてなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、連結部材のヒータ部との結合部分がメタライズ加工され、ろう付けによりヒータ部に結合されている。これにより、セラミック材からなる連結部材とヒータ部との間を適切に結合することができる。

また、前述の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記連結部材は、前記ヒータ部に締まりばめに結合されてなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、連結部材がヒータ部に締まりばめに結合されているので、メタライズ加工等が必要なく、セラミック材からなる連結部材とヒータ部との間を簡易に結合することができる。

さらに、前述のいずれかの燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記連結部材は、前記ハウジングとの結合部分がメタライズ加工され、ろう付けにより上記ハウジングに結合されてなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、連結部材のハウジングとの結合部分がメタライズ加工され、ろう付けによりハウジングに結合されている。これにより、セラミック材からなる連結部材とハウジングとの間を適切に結合することができる。

また、前述のいずれかの燃焼圧センサ付きグロープラグであって、前記記連結部材は、前記ハウジングの内側に締まりばめに結合されてなる燃焼圧センサ付きグロープラグとすると良い。

この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、連結部材がハウジングの内側に締まりばめに結合されているので、メタライズ加工等が必要なく、セラミック材からなる連結部材とハウジングとの間を簡易に結合することができる。

参考形態に係るグロープラグの全体を示す部分破断断面図である。 参考形態に係るグロープラグのうち、圧力センサ部分を拡大した部分拡大断面図である。 参考形態に係るグロープラグのうち、メンブレンの周囲を拡大した部分拡大断面図である。 参考変形形態に係るグロープラグのうち、メンブレンの周囲を拡大した部分拡大断面図である。 実施形態に係るグロープラグのうち、メンブレン及び主メンブレンの周囲を拡大した部分拡大断面図である。

（参考形態）
以下、本発明に関連する参考の形態を、図１〜図３を参照しつつ説明する。図１は、本参考形態に係るグロープラグ１の全体を示す部分破断断面図である。また、図２は、その圧力センサ２００部分を拡大した部分拡大断面図である。また、図３は、そのうち、メンブレン１７０の周囲を拡大した部分拡大断面図である。なお、図１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、ヒータ部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。また、図２及び図３についても同様とする。

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、ヒータ部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、ヒータ部１３０は、これと一体とされた中軸１２０、及び端子アセンブリ２５０の内側に配置された図示しない外部接続端子に導通している。なお、ハウジング１００とヒータ部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。また、端子アセンブリ２５０は、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のヒータ部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。ヒータ部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、ヒータ部１３０が軸線方向ＨＪに変位すると、この変位がヒータ部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。

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は、後述する圧力センサ２００の一部をなす、また、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、その軸線方向ＨＪ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とヒータ部１３０のシースチューブ１３１とを連結するメンブレン１７０が収容されている。すなわち、先端キャップ１５０は、ヒータ部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及びヒータ部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のうち、軸線方向ＨＪ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、燃焼室内からの気密を確保するように、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する。
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。
なお、ハウジング１００をなす先端キャップ１５０の内側には、この先端キャップ１５０（ハウジング１００）とヒータ部１３０との間（隙間）に、内燃機関の燃焼室に連通する連通空間ＣＶが形成されている。

ヒータ部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、自身の中軸先端部１２０ｓから軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに延びる棒状をなす。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、ヒータ部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、セラミック材（具体的には、ジルコニア）によって形成された軸線方向ＨＪに弾性を有する筒状の部材であり、具体的には、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（図３参照）。径大の後端部１７０ｋの内周面（ハウジング１００をなす内筒１９０の先端部１９０ｓとの結合部分）はメタライズ加工され、ろう付けによりハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）に気密に結合されている（ろう付け部ｗ３）。一方、径小の先端部１７０ｓの内周面（シースチューブ１３１との結合部分）もメタライズ加工され、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、ろう付けによりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密に結合されている（ろう付け部ｗ４）。

これにより、メンブレン１７０を介して、ヒータ部１３０とハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）が弾性的に連結され、ヒータ部１３０は軸線方向ＨＪの変位が許容されている。すなわち、メンブレン１７０は、ヒータ部１３０を軸線方向ＨＪに変位可能かつ弾性的にハウジング１００に連結している。そして、後述するように、ヒータ部１３０の軸線方向ＨＪの変位は、ヒータ部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。

なお、前述したように、ハウジング１００をなす先端キャップ１５０の内側には、隙間、即ち、内燃機関の燃焼室に連通する連通空間ＣＶが形成されており、メンブレン１７０は、この連通空間ＣＶに面している。このため、燃焼室で発生した燃焼ガスが、ハウジング１００内の連通空間ＣＶに侵入し、メンブレン１７０は、燃焼ガスに接触する。
しかるに、メンブレン１７０は、セラミック材（ジルコニア）からなるので、ハウジング１００内の連通空間ＣＶに侵入した燃焼ガスに接触しても、従来のステンレス鋼やニッケル合金等によって形成された金属製のメンブレンに比して、燃焼ガスからの受熱による熱膨張が生じにくく、耐熱性も高い。
さらに、メンブレン１７０は、筒状をなし、その先端部１７０ｓ及び後端部１７０ｋがそれぞれろう付けによりヒータ部１３０（シースチューブ１３１）及びハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）に気密に結合して、ハウジング１００内の連通空間ＣＶを封止している。これにより、燃焼ガスがハウジング１００内で、メンブレン１７０よりも軸線方向ＨＪ後端側ＧＫへ侵入するのが防止される。

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、ヒータ部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１３１ｍに溶接され、ヒータ部１３０と一体にされて、このヒータ部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。ヒータ部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部１３０の軸線方向ＨＪの変位によってダイアフラム体２１４のダイアフラム部２１３を撓ませることにより燃焼圧の検知を行う。
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、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が溶接され、この端子カバー２６０の内側には、端子アセンブリ２５０が、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。
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、前述したように、ヒータ部１３０及び中軸１２０に導通する外部接続端子（図示しない）が配置されている。

ところで、以上で説明したように、本参考形態のグロープラグ１では、メンブレン１７０がセラミック材（ジルコニア）からなる。このため、このセラミック材からなるメンブレン１７０は、ハウジング１００内の連通空間ＣＶで燃焼ガスに接触しても、金属製のメンブレンに比して、燃焼ガスからの受熱による熱膨張が生じにくく、また、耐熱性を高くすることができる。これにより、燃焼ガスからの受熱によるメンブレン１７０の熱膨張が抑制され、この熱膨張に起因する圧力センサの出力ドリフトを緩和した燃焼圧センサ付きグロープラグが得られる。
なお、本参考形態のグロープラグ１において、メンブレン１７０が本発明における連結部材に相当する。

さらに、本参考形態のグロープラグ１では、メンブレン１７０（連結部材）のうち、ヒータ部１３０との結合部分及びハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）との結合部分がそれぞれメタライズ加工され、ろう付けにより、ヒータ部１３０及びハウジング１００（内筒１９０の先端部１９０ｓ）にそれぞれ結合されている（ろう付け部ｗ３，ｗ４）。
これにより、セラミック材（ジルコニア）からなるメンブレン１７０とヒータ部１３０との間、及びメンブレン１７０とハウジング１００との間をそれぞれ適切に結合することができる。

さらに、本参考形態のグロープラグ１では、メンブレン１７０（連結部材）が、筒状をなし、その先端部１７０ｓ及び後端部１７０ｋがそれぞれろう付けによりヒータ部１３０及びハウジング１００に気密に結合して、ハウジング１００内の連通空間ＣＶを封止している。これにより、燃焼ガスがハウジング１００内で、メンブレン１７０よりも軸線方向ＨＪ後端側ＧＫへ侵入するのが防止される。

（参考変形形態）
次いで、上述の参考形態の第１の変形形態である参考変形形態について、図４を参照しつつ説明する。図４は、本参考変形形態に係るグロープラグ１Ａのうち、メンブレン１７０の周囲を拡大した部分拡大断面図である。本参考変形形態のグロープラグ１Ａでは、参考形態と同様、連結部材であるメンブレン１７０は、セラミック材（ジルコニア）からなる。一方、メンブレン１７０の径小の先端部１７０ｓは、参考形態とは異なり、メタライズ加工されていない。その代わりに、このメンブレン１７０の先端部１７０ｓの内側に、ヒータ部１３０のシースチューブ１３１を圧入して、シースチューブ１３１の外周面１３１ｍに締まりばめにかつ気密に結合されている。
また、メンブレン１７０の径大の後端部１７０ｋは、参考形態のメンブレン１７０よりも外径が大きくされ、こちらも参考形態と異なり、メタライズ加工されていない。そして、ハウジング１００をなす先端キャップ１５０の円筒部１５１の内側に圧入され、ハウジング１００に締まりばめにかつ気密に結合されている。

このように、本参考変形形態のグロープラグ１Ａでは、メンブレン１７０とヒータ部１３０との間、及びメンブレン１７０とハウジング１００（先端キャップ１５０の円筒部１５１）との間が、圧入により締まりばめに結合されているので、ハウジング１００との結合部分において、メタライズ加工が必要なく、セラミック材（ジルコニア）からなるメンブレン１７０とヒータ部１３０との間、及びメンブレン１７０とハウジング１００との間をそれぞれ簡易に結合することができる。

（実施形態）
次いで、参考形態の第２の変形形態である実施形態について、図５を参照しつつ説明する。図５は、本実施形態に係るグロープラグ１Ｂのうち、メンブレン１７０及び主メンブレン１７５の周囲を拡大した部分拡大断面図である。本実施形態のグロープラグ１Ｂでは、参考形態と同様、ハウジング１００をなす先端キャップ１５０の円筒部１５１内に、連結部材であるセラミック材（ジルコニア）からなるメンブレン１７０を備えるほか、先端キャップ１５０の円筒部１５１（ハウジング１００）内のうち、メンブレン１７０の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに、ステンレス鋼やニッケル合金等からなる金属製の主メンブレン１７５を備える。

主メンブレン１７５は、メンブレン１７０と同様、その先端部１７５ｓが径小とされ、後端部１７５ｋが径大とされた先細の二段円筒状をなし、ヒータ部１３０を軸線方向ＨＪに変位可能かつ弾性的にハウジング１００に連結する。なお、セラミック材からなるメンブレン１７０は、そのバネ定数が金属製の主メンブレン１７５よりも小さく（例えば、主メンブレン１７５の半分以下）されている。
金属製の主メンブレン１７５の後端部１７５ｋは、その全周にわたり内筒１９０の先端部１９０ｓに気密にレーザ溶接され、一方、主メンブレン１７５の先端部１７５ｓ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、その全周にわたりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密にレーザ溶接されている。

セラミック材からなるメンブレン１７０の後端部１７０ｋは、主メンブレン１７５の後端部１７５ｋ及び内筒１９０の先端部１９０ｓとの結合部分がメタライズ加工され、主メンブレン１７５の後端部１７５ｋに径方向外側から重ねられて、ろう付けにより主メンブレン１７５の後端部１７５ｋ及び内筒１９０の先端部１９０ｓに気密に結合されている。一方、メンブレン１７０の先端部１７０ｓは、シースチューブ１３１との結合部分がメタライズ加工され、主メンブレン１７５の先端部１７５ｓよりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳで、ろう付けによりシースチューブ１３１の外周面１３１ｍに気密に結合されている。

これにより、メンブレン１７０及び主メンブレン１７５は、メンブレン１７０が主メンブレン１７５の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに位置するように、ハウジング１００内に配置されている。そして、これらメンブレン１７０及び主メンブレン１７５のうち、主として、バネ定数の大きい主メンブレン１７５を介して、ヒータ部１３０とハウジング１００が弾性的に連結され、ヒータ部１３０は軸線方向ＨＪの変位が許容されている。
しかも、メンブレン１７０は、ろう付けによりヒータ部１３０及びハウジング１００に気密に結合して、ハウジング１００内の連通空間ＣＶを封止している。このため、燃焼室内の燃焼ガスがハウジング１００内へ侵入しても、燃焼ガスは、メンブレン１７０によって遮られるので、主メンブレン１７５に直接接触しない。
なお、本実施形態のグロープラグ１Ｂにおいて、主メンブレン１７５が主連結部材に相当する。

このように、本実施形態のグロープラグ１Ｂでは、セラミック材からなるメンブレン１７０（連結部材）の他に、このメンブレン１７０の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに配置された金属製の主メンブレン１７５（主連結部材）を備えている。そして、セラミック材からなるメンブレン１７０は、そのバネ定数が金属製の主メンブレン１７５よりも小さくされている。
このため、セラミック材からなるメンブレン１７０と金属製の主メンブレン１７５のうち、主としてヒータ部１３０とハウジング１００とを弾性的に連結するのは、金属製の主メンブレン１７５である。その一方、セラミック材からなるメンブレン１７０は、主メンブレン１７５よりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに配置されて、連通空間ＣＶを封止しているので、燃焼室内の燃焼ガスは、このセラミック材からなるメンブレン１７０によって遮られて、金属製の主メンブレン１７５に直接接触しない。これにより、主メンブレン１７５で、ヒータ部１３０とハウジング１００との弾性的な連結を保持しつつも、燃焼ガスからの受熱による金属製の主メンブレン１７５の熱膨張を抑制し、圧力センサ２００の出力ドリフトを緩和したグロープラグ１Ｂが得られる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述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、実施形態等では、ヒータ部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、ヒータ部として、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。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１３０とすることができる。そして、メンブレン１７０（連結部材）は外筒に結合される。
また、実施形態等では、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、実施形態等では、メンブレン１７０のセラミック材として、ジルコニアを用いたが、この他に、窒化珪素、アルミナ等のセラミック材を用いても良い。
また、実施形態では、参考形態と同様に、メンブレン１７０のうち、ヒータ部１３０との結合部分及びハウジング１００との結合部分をそれぞれメタライズ加工して、ろう付けにより、ヒータ部１３０及びハウジング１００にそれぞれ結合した。しかし、これらの結合部分については、参考変形形態と同様に、メタライズ加工を行わず、締まりばめに結合する形態としても良い。

ＡＸ 軸線
ＨＪ 軸線方向
ＧＳ 先端側
ＧＫ 後端側
１，１Ａ，１Ｂ 燃焼圧センサ付きグロープラグ（グロープラグ）
１００ ハウジング
１１０ 主体金具（ハウジング）
１２０ 中軸
１３０ ヒータ部
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
ＣＶ 連通空間
１７０ メンブレン（連結部材）
１７５ 主メンブレン（主連結部材）
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
２２０ 伝達スリーブ（圧力センサ）

Claims (5)

1. 軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
   自身の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、通電により発熱する棒状のヒータ部と、
   上記ヒータ部を上記軸線方向に変位可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスに接触する連結部材と、
   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、を備える
   燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   上記連結部材は、
   セラミック材からなり、
   径大の後端部から径小の先端部に向けてなだらかに縮径した二段円筒状であり、
   その一端及び他端がそれぞれ前記ヒータ部及び前記ハウジングに気密に結合してなり、
   前記ハウジング内のうち前記連結部材の前記軸線方向後端側に配置され、前記ヒータ部を上記軸線方向に変位可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結する金属製の主連結部材を備え、
   上記連結部材は、そのバネ定数が上記主連結部材よりも小さい
   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、
   前記連結部材は、
   前記ヒータ部との結合部分がメタライズ加工され、ろう付けにより上記ヒータ部に結合されてなる
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
3. 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、
   前記連結部材は、
   前記ヒータ部に締まりばめに結合されてなる
   燃焼圧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燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記連結部材は、
   前記ハウジングとの結合部分がメタライズ加工され、ろう付けにより上記ハウジングに結合されてなる
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグであって、
   前記連結部材は、
   前記ハウジングの内側に締まりばめに結合されてなる
   燃焼圧センサ付きグロープラグ。

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