JPWO2012115080A1 - 燃焼圧検知センサ付きグロープラグ - Google Patents

Abstract

【目的】燃焼圧検知センサ付きグロープラグで、ハウジングの先端寄り部位内側とヒータ外周面との間に配置された筒状のシール部材（保持部材）が、薄肉で瞬時に高温となるために起きる瞬時熱膨張によるヒータを先方に押出す作用を小さくし、燃焼圧の検知精度を高める。【解決手段】シール部材６０を内外二重の筒構造とし、一方の外側筒状シール部材１６０ａが後端側で、先端側ハウジング１３１の内周面に溶接してハウジング側接合部Ｗ２とし、他方の内側筒状シール部材１６０ｂはその先端側で外側筒状シール部材１６０ａの先端側に溶接して両筒状シール部材間接合部Ｗ３を有するものとし、内側筒状シール部材１６０ｂが、Ｗ３よりも後方でヒータ１０の外周面に溶接されたヒータ側接合部Ｗ１を有するものとした。ヒータの先方への押出し作用が、Ｗ２とＷ３との先後間寸法でなく、これより小さいＷ２とＷ１との先後間寸法Ｌ１に基づくから、小さくなる。【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンの燃焼室内における着火の促進と、それに加えて燃焼圧を検知（検出）する機能を備えた燃焼圧検知センサ付きグロープラグに関する。詳しくはエンジンヘッドに取り付けられ、燃焼室内にヒータを露出させて燃料の着火の促進を図ることに加えて、燃焼室内の燃焼圧（燃焼ガス圧）をヒータで受圧させ、これを保持するハウジング内に配置された圧電素子やヒズミセンサ（ゲージ）等の検知センサによって燃焼圧を検知するようにした燃焼圧検知センサ付きグロープラグに関する。

この種の燃焼圧検知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）としては各種のものが知られている（例えば、特許文献１）。図９は、これと同種のグロープラグ９０１の断面構造を簡略化して示した破断縦断面図である。同図のものは、筒状をなすハウジング１１０内に、通電することによって発熱する棒状（円軸状）のヒータ（例えば、メタルヒータ、又はセラミックヒータ）１０を、自身の先端（燃焼室内に突出する側の端。図示下端）１０ａが、そのハウジング１１０の先端１３６から突出するようにして備えている。このようなグロープラグ９０１では、ヒータ１０は、燃焼圧を受圧して、検知センサの配置された後端へ圧力を伝えるためやそれ自身の熱膨張等を考慮して、ハウジング１１０内において、その軸Ｇ方向（先後方向）に微小ではあるが変位可能に配置されている。すなわち、ヒータ１０は、ハウジング１１０の内周面との間に空隙（環状空隙）を保持して配置されている。そして、このヒータ１０の後方には、ヒータ１０が燃焼圧によって先端１０ａから後方に押されることによって発生する圧力を検出させ得る検知手段として、例えば圧電素子４０が配置されている。これは、燃焼圧によってヒータ１０が後方に押される力でその圧電素子４０を圧縮し、その圧縮力の変化に応じて発生する電気信号を測定することで、燃焼圧を検出するように構成されている。

ところで、このグロープラグ９０１では、高温、高圧の燃焼ガスが、ハウジング１１０の先端１３６から、その内周面とヒータ１０の外周面との間の上記した環状空隙を通ってハウジング１１０内の後方に入り込むのを防止する（シールを確保する）必要がある。このため、ハウジング１１０の内周面とヒータ１０の外周面との間の環状空隙には、何らかのシール部材が配置されるのが普通である。例えば、同図のグロープラグ９０１では、同図中の拡大図、及び図１０に示したように、ハウジング１１０の先端をなす先端側ハウジング１３１の内側に拡径状に形成された拡径環状空間Ｋ２に、燃焼ガスの内部後方への侵入を防止するシール部材６０が配置されている。一方、ハウジング１１０に対するヒータ１０の軸Ｇ方向の変位を許容するため、このシール部材６０には、ダイアフラム、或いはベローズのようにそれ自体が先後に容易に変形できる金属薄膜（例えば、ＳＵＳ６３０製の薄膜）など、十分な可撓性のある環状膜部（メンブレン）を有する耐熱部材が使用されている。このシール部材６０は、図９中の拡大図、及び図１０に示したように、先端側の小径筒部６５と、後端側の大径筒部６１との間に、拡径環状空間Ｋ２を先後に仕切るように、断面曲線状をなす環状膜部６３を有している。そして、上記した拡径環状空間Ｋ２内において、その小径筒部６５がヒータ１０の外周面に沿って所定位置Ｗ１で、例えば溶接（レーザ溶接）で接合され、その大径筒部６１が周方向に沿ってハウジング１１０側（先端側ハウジング１３１）に所定位置Ｗ２で、例えば溶接（レーザ溶接）で接合されている。この接合によってハウジング１１０の先端１３６の内周面におけるシールが確保されている。なお、以下、所定位置Ｗ１をヒータ側接合部、そして所定位置Ｗ２をハウジング側接合部ともいう。

このようなシール部材６０により、ハウジング１１０に対しヒータ１０が軸Ｇ方向（先後方向）に変位する際には、シールを確保しつつ、主としてその環状膜部６３が変形してヒータ１０の軸Ｇ方向の変位を許容できるよう構成されている。すなわち、シール部材６０はハウジング１１０の先端１３６寄り部位において、その内周面とヒータ１０の外周面との間（環状空隙）に入り込む高温、高圧の燃焼ガスを遮断する役割を担うと共に、ハウジング１１０に対し、ヒータ１０が軸Ｇ方向に変位するのを許容する役割をも担っている。なお、図示はしないが、例えばハウジングの先端より奥に入り込んだ位置の、その内周面と、ヒータ１０の外周面との間にシール部材を配置することで、その間のシールを確保するようにした構成のものもある。このような構成のものでは、前記したようなハウジングの先端寄り部位におけるシール部材６０は不要となる。しかし、その奥に配置されたシール部材の位置次第では、ハウジングの先端又は先端寄り部位において、奥のシール部材とは別途に、ヒータの軸方向の変位を許容しつつ、ヒータを保持する保持部材を設けることが必要となるのが普通である。すなわち、上記シール部材と同様の変形容易性を備えた構成が必要となる。というのは、ヒータはハウジング内において隙間嵌め状態にあり、突出する先端が自由端をなしているため、このようなヒータを安定して保持するためには、ハウジングの先端又は先端寄り部位においても、奥に配置されたシール部材とは別に、ヒータを保持（支持）する必要があるためである。これより理解されるが、上記シール部材６０は、この保持の役割をも兼ねており、したがって、ハウジングの先端又は先端寄り部位においてヒータを保持する保持部材であるともといえる。

特表２００９−５２７７４９号公報

上記したことから明らかであるが、シール部材６０は、エンジンの燃焼サイクルに伴い、ハウジング１１０の内周面とヒータ１０の外周面との間で、先端１３６側から入り込む高温、高圧の燃焼ガス（爆風）に直撃され、熱的衝撃を受ける形で配置されている。一方、このシール部材６０は、その変形容易性の確保のため、環状膜部６３を含めて、ヒータ１０やハウジング１１０の先端部位（先端側ハウジング１３１）等の他の各構成部材（各部位）に比べると、相対的に著しくその肉厚が薄いものとされている。例えば、環状膜部６３の肉厚は、０．１〜１．０ｍｍ程度しかない。このため、シール部材６０が、燃焼サイクルにおいて高温、高圧の燃焼ガスに直撃される際においては、ヒータ１０やハウジング１１０等の他の各構成部材に比べると、このシール部材６０は著しく早く、すなわち、瞬時に高温となり、したがって、瞬時に相対的に大きな熱膨張（以下、瞬時熱膨張ともいう）を生じる。そして、これが燃焼サイクルにおいて繰り返されることになる。

他方、ヒータ１０は、その突出する先端１０ａが自由端であり、上記構成のシール部材６０は、その先端側の小径筒部６５が所定位置Ｗ１で、このヒータ１０の外周面に溶接で固定されており、大径筒部６１は所定位置Ｗ２で、ハウジング１１０側に同様に固定されている。このため、図１０中に１点鎖線で示したように、シール部材６０は、燃焼ガスの直撃により、瞬時に軸Ｇ方向（図１０中の白抜き矢印方向）の先端側に向けて相対的に大きな瞬時熱膨張をすることになる。この結果として、その小径筒部６５に溶接されているヒータ１０は、このシール部材６０の瞬時熱膨張に対応して先端側（自由端側）に押出される応力作用を受けることになる。すなわち、ヒータ１０は、シール部材６０の瞬時熱膨張により、その小径筒部６５とのヒータ側接合部Ｗ１において先端側に引張られる作用を受けることになり、ヒータ１０の例えば後端の圧電素子４０に接している基準位置が先方に微量変位（移動）するか、圧電素子に対する圧縮力が変化することになる。

したがって、燃焼圧によってヒータ１０が後方に押される力で圧電素子４０を圧縮し、その圧縮力の変化に応じて発生する電気信号を測定、検知するよう構成されているグロープラグ９０１においては、シール部材６０の瞬時熱膨張によるヒータ１０の先端側への押出し作用が、その圧縮に影響を与えてしまう。このように、前記構成のグロープラグ９０１においては、燃焼圧の検出においてドリフトを発生させ、その検知精度を低下させるといった問題があった。なお、こうした問題は、燃焼圧を検知させるセンサが圧電素子４０でなく、ヒータ１０の後方へのヒズミを検知するヒズミセンサを用いた場合にも同様に存在する。

こうした問題に対しては、シール部材６０の瞬時熱膨張を小さく押えることで対応できる。そして、その手段としては、シール部材６０におけるヒータ側接合部Ｗ１とハウジング側接合部Ｗ２との先後方向の接合部間寸法Ｌ１を小さくするよう、例えば、シール部材６０の先後長さを小さく（短く）して、その先後方向の熱膨張の大きさ（長さ）自体を小さくすることが考えられる。しかし、グロープラグの組立てにおいて、単一の筒状部材からなるシール部材６０をヒータ側とハウジング側とに溶接する工程からして、それを小さくするのには限界がある。しかも、シール部材６０の先後長を単に小さくすれば、シール部材自身の先後方向への変形容易性が阻害され、したがって、ヒータ１０が燃焼圧により先後方向に変位するのを妨げることにもなる。また、上記もしたが、ハウジングの先端より奥に入り込んだ位置にシール部材を配置するなどに基づき、ハウジングの先端又は先端寄り部位において、その奥のシール部材とは別途に、ヒータを保持する保持部材を設ける場合には、その保持においても、シール部材６０と同様にヒータの軸方向の変位を許容する必要があるのは上記した通りである。このような保持部材には、上記したようなシール性は要求されないものの、上記シール部材６０と同様、金属薄膜など、十分な可撓性のあるものを用いることになる。このため、このような保持部材を設ける場合にも、前記したシール部材における問題と同じ問題があるわけである。なお、上記もしたように、筒状をなす「シール部材」はヒータを保持する保持部材の役割をも兼ねるものであることから、以下、このシール部材についても、保持部材ともいう。

本発明は、如上の問題点を解消するためになされたもので、上記したように、筒状をなすシール部材（保持部材）、及びこれとは別途に設けられる上記したようなヒータの保持部材が、ヒータやハウジングの先端部位等の他部材に比べて、それらとは異なるサイクルで瞬時熱膨張を起こすことにより発生するヒータを先方に押出す作用を小さくし、もって、燃焼圧の検知精度を高めることのできる燃焼圧検知センサ付きグロープラグを提供することをその目的とする。

請求項１に記載の発明は、筒状をなすハウジング内に、その先端から自身の先端を突出させた棒状をなすヒータが、前記ハウジングの内周面と該ヒータの外周面との間に隙間を保持して軸方向に変位可能に配置されており、該ヒータが燃焼圧によって先端から後方に押されることによって発生する圧力又は変位を検出することで燃焼圧を検知可能のセンサを備えてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグであって、
前記ハウジングの先端又は先端寄り部位の内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に、該ヒータの前記変位を許容するために変形可能に形成され、しかも、該ヒータに外嵌状態とされて該ヒータを保持するよう形成された筒状をなす保持部材が、該環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグにおいて、
前記保持部材が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされ、
一方の筒状保持部材がその後端側において前記ハウジングに周方向に沿って接合されてハウジング側接合部を形成している一方、
他方の筒状保持部材は自身の先端側において前記一方の筒状保持部材の先端側に周方向に沿って接合されて両筒状保持部材間接合部を有しており、
該他方の筒状保持部材が、前記両筒状保持部材間接合部よりも後方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って接合されてヒータ側接合部とされて設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、筒状をなすハウジング内に、その先端から自身の先端を突出させた棒状をなすヒータが、前記ハウジングの内周面と該ヒータの外周面との間に隙間を保持して軸方向に変位可能に配置されており、該ヒータが燃焼圧によって先端から後方に押されることによって発生する圧力又は変位を検出することで燃焼圧を検知可能のセンサを備えてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグであって、
前記ハウジングの先端又は先端寄り部位の内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に、該ヒータの前記変位を許容するために変形可能に形成され、しかも、該ヒータに外嵌状態とされて該ヒータを保持するよう形成された筒状をなす保持部材が、該環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグにおいて、
前記保持部材が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされ、
一方の筒状保持部材がその先端側において前記ハウジングに周方向に沿って接合されてハウジング側接合部を形成している一方、
他方の筒状保持部材は自身の後端側において前記一方の筒状保持部材の後端側に周方向に沿って接合されて両筒状保持部材間接合部を有しており、
該他方の筒状保持部材が、前記両筒状保持部材間接合部よりも先方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って接合されてヒータ側接合部とされて設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材のうち、いずれか一が先後にわたり略一定の径を有する円筒状のものであり、残る一が先後において径が異なる異径円筒状のものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の燃焼圧検知センサ付きグロープラグである。そして、請求項４に記載の発明は、前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材とがそれらの軸方向において長さが異なるものとされており、そのうち、軸方向の長さが短いものが長いものより熱膨張係数が大きい素材から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼圧検知センサ付きグロープラグである。

本発明では、前記ハウジングの内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に配置されている保持部材が、上記構成のように、内外二重の筒構造とされている。すなわち、本発明では保持部材を内外二重の筒構造として、ハウジング側接合部とヒータ側接合部とを、いわば両筒状保持部材間接合部で折り返す形で位置させている。したがって、ハウジング側接合部と、ヒータ側接合部との先後間の寸法を小さくできるため、内外二重の筒構造の保持部材のそれぞれが、先後方向に大きく熱膨張したとしても、ハウジング側接合部とヒータ側接合部との先後間における熱膨張量自体は、各筒状保持部材の全先後長における熱膨張量より小さくすることができる。これにより、本発明では、保持部材の熱膨張によってヒータを先方に押出す作用を従来より低減できるので、その分、燃焼圧力の検出において、従来のようなドリフトの発生の問題を緩和でき、したがって、燃焼圧の検知精度を高めることができる。すなわち、従来の単一の筒構造の保持部材は、ハウジングとヒータとに、ハウジング側接合部とヒータ側接合部とで、溶接等により接合して配置する工程上や、保持部材自身の先後方向への変形容易性の確保のため、この両接合部間の寸法（距離）を十分に確保する必要があったことから、保持部材自体の先後長も相当程度の長さとする必要があった。そして、このような保持部材が、ハウジングやヒータ等の他部材より早く、瞬時に高温となり瞬時熱膨張する場合には、この保持部材がヒータを先方に押出そうとする熱応力は、この両接合部間の寸法に対応した熱膨張量に基づいたものとなるから、必然的に大きくなる。

これに対して本発明では、上記した保持部材の構成に基づき、ハウジングとヒータとに接合されているその両接合部（ハウジング側接合部とヒータ側接合部）間の先後距離Ｌ１を小さくできる。したがって、たとえ各筒状保持部材の全体が瞬時に先方に大きく伸びるように熱膨張したとても、その全体に対する熱膨張量に比べて、前記距離Ｌ１間における熱膨張量はそれより小さくできるので、ヒータを先方に押出そうとする熱応力を小さくすることができる。このように本発明では、保持部材が、ハウジング等のほかの構成部材よりも相対的に早く、瞬時に異常高温となって瞬時熱膨張したとしても、ヒータを軸方向先方へ押出すように発生する作用を低減ないし防止できる。その結果として、燃焼圧の検出において、従来のようなドリフトの発生の問題を緩和ないし防止できるから、燃焼圧の検知精度を高めることができる。なお、ハウジング側接合部とヒータ側接合部との先後間の距離（寸法）Ｌ１が０であり（ハウジング側接合部とヒータ側接合部とが先後方向において同位置にあり）、両筒状保持部材が同素材からなるものであれば、保持部材全体（各筒状保持部材）の先後の熱膨張量が大きく発生するとしても、理論上、ヒータを先方に押し出す作用は発生せず、したがって、一層、検知精度を高めることができる。このことから理解されるが、この距離Ｌ１は可能な限り小さい方が好ましい。

本発明において、上記各筒状保持部材が上記したように前記ハウジング又は前記ヒータの外周面に、及び両筒状保持部材の相互が上記したように、周方向に沿って接合する手段としては、レーザ溶接等の溶接によるのが好ましい。ただし、この接合手段は、溶接以外にも、ロウ付けやカシメ又は圧入、さらにはこれらの組合せとしても良い。なお、本発明において、周方向に沿って接合され、とは、周方向に沿って全周にわたって連続して接合されることの他、周方向に沿って不連続で接合されること、及び周方向に沿って連続して接合されているものの、全周にわたっては接合されていないことも含む。周方向に沿って全周にわたって連続して接合されているということは、少なくとも、１周以上連続して接合されていることを意味することから、その接合部を挟む先後においてシールが確保されていることを意味する。したがって、保持部材がシール部材でもある場合には、シール（気密）の確保のため、ハウジング及びヒータへの接合においては、各接合部とも、それぞれ周方向に沿って、全周にわたって連続して接合される。また、周方向に沿って不連続で接合されているということは、例えば、周方向に沿って、３箇所とか４箇所など、間隔をおいて通常、複数箇所で接合されていることを意味し、シール性が要求されない保持部材である場合に適用される。すなわち、前記保持部材が、シール部材とは別途に設けられる保持部材である場合には、該保持部材自身によって環状空隙をシールを保持して遮断する必要がない。このため、このような場合には、保持部材が、前記環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなるとしても、周方向に沿って全周にわたって連続して接合する必要はない。なお、接合の手段の代表例としては、レーザ溶接等の溶接が挙げられる。

本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグ（第１実施形態例）の部分破断面図、及びその要部の拡大図。 図１のＡ１部（保持部材（本例ではシール部材）を含む要部の拡大図）のさらなる拡大図。 図２のＡ２部のさらなる拡大図。 図１のグロープラグの組立て工程例を説明する分解図であって、ハウジングに、シースヒータ等を組付ける前の分解図。 図１のグロープラグの組立て工程例の説明図、及び、シール部材（保持部材）を固定した部分の拡大図。 本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグの第２実施形態例の要部拡大図、及びそのさらなる拡大図。 本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグの第３実施形態例の要部拡大図、及びそのさらなる拡大図。 本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグの第４実施形態例の要部拡大図、及びそのさらなる拡大図。 従来の燃焼圧検知センサ付きグロープラグの一例を示す破断縦断面図、及びそのシール部材を含む部分の拡大図。 図９のグロープラグにおける問題点を説明する、同図中のＡ９部の拡大図。

本発明を具体化した実施形態例（第１実施形態例）の燃焼圧検知センサ付きグロープラグについて、図１〜図５に基づいて説明する。本例のグロープラグ１０１は、概略円筒状のハウジング１１０と、その内側において先端（図示、下方端）１０ａを、ハウジング１１０の先端１３６から突出させてなるシースヒータ１０と、さらには、このシースヒータ１０の後端側に配置されたセンサとしての圧電素子４０等を主体として構成されている。以下、先ずこのグロープラグ１０１の全体構成について、図４、図５に示した組立て工程例を説明する図も参照しながら詳細に説明する。

本例において、ハウジング１１０は、概略円筒状のハウジング本体１１１と、その内部に内挿され、シースヒータ１０の後端において圧電素子４０を支持するように、このハウジング本体１１１内に内挿、配置されたセンサ支持用内部ハウジング１２１と、ハウジング本体１１１の先端部位に位置する先端側ハウジング１３１との３部品から構成されている。このうち、ハウジング本体１１１は、後端寄り部位の外周面に、ねじ込み用多角形部１１３を備えていると共に、その先端側の外周面には、シリンダヘッドへのねじ込み用のネジ１１５を備えており、このネジ１１５より先端側は、そのネジ１１５の谷の径より若干小径をなす円筒管部１１７を備えている。そして、この円筒管部１１７の先端寄り部位の内周面には、センサ支持用内部ハウジング１２１が内挿、配置されている。

このセンサ支持用内部ハウジング１２１は、その外径がハウジング本体１１１の内径より若干小さい外径の円筒管をなしており（図４、図５参照）、先端側の外周面において突出形成されたフランジ１２３を備えている。このフランジ１２３は、外径がハウジング本体１１１の円筒管部１１７の外径と同じとされ、図１の拡大図等に示されるように、このフランジ１２３における後端向き面１２４を、ハウジング本体１１１の先端１１８に当接させて、例えば、溶接（具体的にはレーザ溶接）にて接合（以下、単に「溶接」）されている。一方、図１の拡大図に示されるように、このセンサ支持用内部ハウジング１２１の後端１２５には、中央が開口する円環状底板１２６を有する円筒状キャップ１２７が、その筒状部１２８の先端を介して溶接されている。そして、この円筒状キャップ１２７内には、その円環状底板１２６に当接する配置で、円環状をなし、両端面に電極板４３，４４を介して、絶縁板４７が配置された圧電素子４０が配置されている。なお、図示はしないが、各電極板４３，４４からは後方へ信号取り出し用の配線が引き出されている。

一方、シースヒータ１０は、先端１０ａが凸となす半球面状とされ、後方に延びる円管からなるシースパイプ１１と、その内部の先端に接続されて、後方に延びる形で配置された発熱コイル２１と、この発熱コイル２１の後端にシースパイプ１１内で接続されて後方に延びる通電用軸部材（円軸部材）２５とを含んで構成されている。なお、この通電用軸部材２５は、シースパイプ１１の後端からを突出させられている。そして、シースパイプ１１の後端寄り部位には、その後端を閉塞状に保持するシースパイプ外装管３１が外嵌されている（図４右参照）。ただし、シースヒータ１０は、全体としてみると、棒状をなしており、シースパイプ１１の先端寄りの半分程度が、ハウジング１１０の先端１３６から突出するよう設定されている。また、図１の拡大図に示したように、シースパイプ外装管３１の後端は、通電用軸部材２５を突出させるように縮径された円形の後端底部３３を有しており、この後端底部３３の後端向き面には、円筒部３５が突出状に形成されている。なお、このシースパイプ外装管３１は、その先端が、センサ支持用内部ハウジング１２１の先端と略同位置か、若干それより先端側に位置するように保持されていると共に、外径が小さい薄肉部３７とされといる。そして、例えば、周方向に沿ってシースパイプ１１の外周面に溶接されて固定されている。なお、このシースパイプ外装管３１は、センサ支持用内部ハウジング１２１の内周面に対して間隙を有して配置された隙間嵌め状態にある。

他方、通電用軸部材２５は、このシースパイプ外装管３１の後端の円筒部３５内、及びその後方に配置された次記する押圧体５０の内側、さらには、上記した圧電素子４０、円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６の各内側（貫通孔）を貫通するようにして、ハウジング１１０内においてその軸Ｇに沿って後方に延びている。そして、通電用軸部材２５の後端は、ハウジング本体１１１の後端において、図示しない絶縁材等にて絶縁が保持されて固定されており、外部に突出されている。なお、シースパイプ１１の内部には、図示はしないが絶縁粉末が充填されている。

また、このシースパイプ外装管３１の後端部における円筒部３５と、上記した圧電素子４０の先端に配置された電極板４３、絶縁板４７との間には、この絶縁板４７と略同径の円環板部５１と、これから同心で先方に延びる小円環部５３を有する押圧体５０が配置されている。この押圧体５０の小円環部５３は、シースパイプ外装管３１の後端部における円筒部３５に同軸状に固定されている。しかして、シースヒータ１０は、自身の先端１０ａを上記したように筒状をなすハウジング１１０の先端１３６から突出させ、センサ支持用内部ハウジング１２１内に対し、隙間嵌め状態で配置されている。これにより、このヒータ１０は、燃焼圧によって先端１０ａから後方に押されることによって発生する圧力により軸Ｇ方向（後方）に圧縮され、圧電素子４０は、シースパイプ外装管３１の後端部の円筒部３５に固定された押圧体５０の円環板部５１と、センサ支持用内部ハウジング１２１の後端に固定された円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６との間で圧縮されるように構成されている。そして、この圧縮によって発生する電圧信号を、各電極板４３，４４から後方へ配線を介して出力できる構成とされている。なお、各電極板４３，４４からの配線は、例えば円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６の内側と通電用軸部材２５の間（空隙）を、絶縁を保持して通され、外部に引き出されるように設けられている。

さて、本例のグロープラグ１０１においては、センサ支持用内部ハウジング１２１は、その先端側の外周面において突出形成されたフランジ１２３における後端向き面１２４を、ハウジング本体１１１の先端１１８に当接させて溶接で固定されているのは上記したとおりである。一方、本例では、このセンサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３より先方は、フランジ１２３の外径より小径をなす円筒部１２９を備えている。詳しくは後述するが、この円筒部（保持部材（本例ではシール部材）の固定用の円筒部）１２９に、内外二重の筒構造をなす保持部材６０のうちの、一方の筒状シール部材（本発明の一方の筒状保持部材に相当。本例では、外側筒状シール部材）１６０ａの後端部位を外嵌めして、図中、黒塗り三角で図示したように、所定位置Ｗ２で外側から溶接している（図３参照）。なお、本例を含め、以下の各実施形態例において用いられている「保持部材」はシール部材であるため、以下の各例においては、「シール部材」という。

そして、このように溶接された外側筒状シール部材１６０ａの後端部位の外側に、先端側ハウジング１３１が、その後端寄り部位の円筒部（ハウジング側円筒部）１３３を外嵌し、しかも、その後端面１３２をフランジ１２３における先端向き面（環状面）１２２に当接させて溶接している。なお、先端側ハウジング１３１の先端寄り部位は、外周面が先細りテーパ面を有するテーパ筒部１３５をなし、その先端１３６の内周面の径（内径）Ｄ１は、ヒータ１０の外周面と微小な環状空隙Ｋ１を有するように設定されており、この空隙より後方において、この先端側ハウジング１３１の内周面と、ヒータ１０の外周面との間は、それより拡径された環状空隙Ｋ２を有しており、本例では、前記した一方の筒状シール部材（外側筒状シール部材）１６０ａと、その内側においてヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接で固定された、他方の筒状シール部材（本発明の他方の筒状保持部材に相当。本例では、内側筒状シール部材）１６０ｂとでシール部材６０をなし、次記するようにして該環状空隙を先後において閉塞するように設けられている。なお、外側筒状シール部材１６０ａと、内側筒状シール部材１６０ｂは、同素材からなり、例えば、ＳＵＳ６３０、又はインコネル７１８（商標）で構成されるが、これに限定されるものではない。

すなわち、本例において外側筒状シール部材１６０ａは、後端側が、拡径環状空間Ｋ２内に納まる寸法で、相対的に大径の大径円筒部６１をなし、先端側が相対的に小径の小径円筒部（環状部）６５をなしている。そして、この両円筒部６１、６５の間が、先後方向にダイヤフラムのように変形容易な金属薄膜からなり、断面曲線状をなす環状膜部６３をなしている。なお、この大径円筒部６１は、上記したように、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方のシール部材固定用の円筒部１２９に外嵌めして、図示のように所定位置Ｗ２において、その外周面側から周方向に沿って溶接され、ハウジング側接合部Ｗ２をなしている。

一方、内側筒状シール部材１６０ｂは自身の先端側に、外側筒状シール部材１６０ａの先端側の所定位置Ｗ３において、外側から周方向に沿って溶接された両筒状シール部材間接合部（本発明の両筒状保持部材間接合部に相当）Ｗ３を有しており、この両者間におけるシールが保持されている。なお、図中、溶接部位に関しては、各接合部Ｗ１〜Ｗ３のみ、黒塗り三角で示しており、各シール部材は、この黒塗り三角箇所でのみで溶接で固定されている。そして、この内側筒状シール部材１６０ｂは、両筒状シール部材間接合部Ｗ３よりも後方における自身の所定位置Ｗ１において、ヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接されてヒータ側接合部Ｗ１とされている。これによって、燃焼ガスが、先端側ハウジング１３１の先端１３６から、その内周面とヒータ１０の外周面との間の環状空隙Ｋ１を通って、拡径環状空間Ｋ２内には入り込むとしても、そのシール部材６０より後方に入り込むのが防止されている。

本例では、ヒータ側接合部Ｗ１は、ハウジング側接合部Ｗ２より先方に位置しているが、上記構成により、この両者間の先後方向の距離（接合部間寸法）Ｌ１は、ハウジング側接合部Ｗ２と、従来においてヒータ側接合部Ｗ１をなしていたところの両筒状シール部材間接合部Ｗ３との間の先後方向の距離（接合部間寸法）より小さくなっている。なお、内側筒状シール部材１６０ｂは、ヒータ１０に外嵌めされ得るような直管（円筒管）をなしており、したがって、ヒータ側接合部Ｗ１より先端側の内側筒状シール部材１６０ｂの内周面と、ヒータ１０の外周面との間は、単に接しているか、空隙（微小な空隙）を有している。また、外側筒状シール部材１６０ａにおける先端側の小径円筒部（環状部）６５は、内側筒状シール部材１６０ｂに外嵌めされ得る内径寸法を有している。

このような本例のグロープラグ１０１をエンジンのシリンダヘッドに取り付けて使用する場合においては、その燃焼ガスが、ヒータ１０をその先端１０ａから後方に押すことになる。これによる圧力が、センサ支持用内部ハウジング１２１の後端に固定された円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６と、シースパイプ外装管３１の後端部の円筒部３５に固定された押圧体５０の円環板部５１との間にある圧電素子４０を圧縮し、それによって発生する電圧信号として出力され、検出される。そして、その際においては、ヒータ１０は後方に微量変位するが、主として、外側筒状シール部材１６０ａにおける環状膜部６３が変形し、この変位を許容する。なお、この環状膜部６３は本例では先細りテーパ状の縦断面曲線のものとしたが、その形状構造はその変位を許容できるものである限り、適宜のものとすればよい。

本例では、上記したように、環状空隙に配置されているシール部材６０が、内外二重の筒構造とされており、ハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１とを、いわば両筒状シール部材間接合部Ｗ３で折り返す形で位置させているため、そのハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１との先後間の寸法Ｌ１を、従来のように１つの筒状シール部材のみを使用した場合におけるそれより小さくできる。したがって、エンジンの燃焼サイクル過程で、高温、高圧の燃焼ガスがシール部材６０を直撃することで、内外二重の筒構造のシール部材１６０ａ、１６０ｂのそれぞれが、他の部位より早く瞬時に高温となり先後方向に大きく瞬時熱膨張を起こしたとしても、先後間寸法Ｌ１における熱膨張量（寸法）自体は、外側筒状シール部材１６０ａの全先後長におけるそれより小さくすることができる。これにより、本例では、シール部材６０の熱膨張によってヒータ１０を先方に押出す作用を従来より低減できるので、その分、燃焼圧力の検出におけるドリフトの発生の問題を緩和でき、したがって、燃焼圧の検知精度を高めることができる。なお、先後間寸法Ｌ１が小さいほどヒータ１０を先方に押出す作用を低減できる。

なお、上記例のグロープラグ１０１の組立ては、例えば、次のようにして行うことができる（図４、図５参照）。図４の中央及び右側に示したように、シースパイプ１１内に、発熱コイル２１、通電用軸部材２５の先端側を内挿し、図示しない絶縁粉末を充填する等してシースヒータ１０を組立てておく。そして、このシースパイプ１１の後端寄り部位にシースパイプ外装管３１を外嵌して固定する。一方、センサ支持用内部ハウジング１２１の後端１２５に、圧電素子４０を含む円筒状キャップ１２７を組み付けておく。そして、この組付け体を、シースパイプ外装管３１に外嵌する（図５の左図参照）。次いで、図５に示したように、内側筒状シール部材１６０ｂをその後端側の所定位置Ｗ１で、外嵌したヒータ１０に溶接し、これに外嵌した外側筒状シール部材１６０ａを、その先端側の所定位置Ｗ３で、内側筒状シール部材１６０ｂの先端側の所定位置Ｗ３に溶接し、外側筒状シール部材１６０ａの後端側を、上記したように、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方のシール部材固定用の円筒部１２９に外嵌めして、所定位置Ｗ２において溶接する。その後、後端側から外嵌したハウジング本体１１１と、先端側から外嵌した先端側ハウジング１３１との各端面にて、フランジ１２３を挟むようにし、各挟み付け面相互間を外側から周方向に沿って溶接する等の工程を経ることにより、図１のように組立てられる。

さて次に、上記本発明のグロープラグの別例（第２実施形態例）について、図６に基づいて説明する。ただし、本例は、上記した第１実施形態例のグロープラグと本質的な相違はなく、図６に示したところの、図２の要部に対応する拡大図のように、実質的には内外二重の筒構造のシール部材６０の断面形状のみを変更しただけであるため、その相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符号を付すにとめる。すなわち、本例では、上記第１実施形態例のシール部材６０と異なり、両筒状シール部材２６０ａ，２６０ｂの先後長を同じとしている。そして、一方の筒状シール部材をなし、上記例と近似した縦断面形状を有する外側筒状シール部材２６０ａの後端側の大径円筒部６１を、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方の円筒部１２９に外嵌めして、所定位置Ｗ２において溶接している。また、他方の筒状シール部材をなす内側筒状シール部材２６０ｂを、その後端側が先端側より小径の小径円筒部とし、その後端側の所定位置Ｗ１で、ヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接してヒータ側接合部Ｗ１としている。ただし本例では、Ｗ１、Ｗ２は、先後位置が同じかほぼ同じであり、外側筒状シール部材２６０ａの先端側の小径円筒部６５の内径は、内側筒状シール部材２６０ｂの先端側の大径筒部の外径と略同径とされており、この両者は先端側の所定位置Ｗ３で、外側筒状シール部材２６０ａの先端側の小径円筒部６５において周方向に沿って溶接され、両筒状シール部材間接合部Ｗ３とされている。すなわち、本例では、ハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１との先後間寸法Ｌ１が、０か、略０のため、内外二重の筒構造のシール部材６０のそれぞれが、先後方向に大きく瞬時熱膨張したとしても、ヒータ１０を先方に押出す作用をほぼ無しとすることができる。

さて次に、本発明のグロープラグの別例（第３実施形態例）について、その要部を示す図７に基づいて説明する。ただし、本例も、上記した第１実施形態例のグロープラグと本質的な相違はなく、図７に示したところの、図２の要部に対応する拡大図に示したように、実質的に、内外二重の筒構造をなすシール部材６０の断面構造のみを変更しただけであるため、その相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符号を付すにとめる。すなわち、本例では、内外二重の筒構造をなすシール部材６０を構成する一方の筒状シール部材（本例では内側筒状シール部材）３６０ａが単なる円筒状をなし、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方のシール部材固定用の円筒部１２９に外嵌めされ、この一方の筒状シール部材３６０ａ自身の先端側の図示の所定位置Ｗ２において、その外周面側からハウジング（円筒部１２９）に周方向に沿って溶接されて、ハウジング側接合部Ｗ２をなしている。そして、他方の筒状シール部材（本例では外側筒状シール部材）３６０ｂは、その断面形状が第１実施形態例の一方のハウジング側接合部Ｗ２を有する外側筒状シール部材１６０ａと近似しているが、それ自身の後端側の所定位置Ｗ３において、上記した一方の筒状シール部材（本例では内側筒状シール部材）３６０ａの後端側に周方向に沿って溶接されて両筒状シール部材間接合部Ｗ３をなしており、このＷ３よりも先方の所定位置Ｗ１において、ヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接されてヒータ側接合部Ｗ１を有するものとされている。これにより、ヒータ側接合部Ｗ１は、ハウジング側接合部Ｗ２より先方に、その先後間寸法Ｌ１を有しているが、これは、Ｗ１とＷ３間の先後寸法より小さいものとされている。

しかして、本例でも、従来のような１つの筒状シール部材のみを用いてその先後の所定位置で、ヒータ側とハウジング側に溶接した場合のその先後間寸法に比べると、ハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１との先後間寸法Ｌ１を、上記第１実施形態例と同様に小さくできる。このため、シール部材６０が、それぞれ先後方向に大きく瞬時熱膨張したとしても、ヒータ１０を先方に押出す作用を小さくできる。この効果を確実にするために、他の実施例とは異なり、本第３実施形態例では、内側筒状シール部材３６０ａをＳＵＳ３０４で構成し、外側筒状シール部材３６０ｂをＳＵＳ６３０、又はインコネル７１８（商標）で構成し、熱膨張係数が内側筒状シール部材３６０ａの方が外側筒状シール部材３６０ｂより大きくなるように構成している。なお、本例では、上記第１実施形態例とは異なり、両筒状シール部材間接合部Ｗ３を、各筒状シール部材の後端側とし、内側筒状シール部材３６０ａの先端側においてハウジング側接合部Ｗ２を設けたものであるから、例えば、この内側筒状シール部材３６０ａをその先端側の所定位置Ｗ２において先に溶接してハウジング側接合部Ｗ２とし、その後で、外側筒状シール部材３６０ｂの後端側を、この内側筒状シール部材３６０ａの後端側に溶接すると共に、外側筒状シール部材３６０ｂの先端側を所定位置Ｗ１においてヒータ１０の外周面に溶接すればよい。なお、溶接手順は適宜に設定すれば良い。

図８は、本発明のグロープラグの別例（第４実施形態例）の要部を示したものであるが、これは、前記した第３実施形態例の変形とでも言うべきものであり、それと本質的な相違はなく、図８に示したように、内外二重の筒構造をなすシール部材６０のうち、ハウジング側接合部Ｗ２をなす一方の筒状シール部材４６０ａを、前例とは逆に外側筒状シール部材として、その先端側の所定位置Ｗ２において、先端側ハウジング１３１の内周面に溶接してハウジング側接合部Ｗ２とし、この外側筒状シール部材４６０ａの後端側において、他方の筒状シール部材（内側筒状シール部材）４６０ｂの後端側の所定位置Ｗ３において溶接して両筒状シール部材間接合部Ｗ３とし、内側筒状シール部材４６０ｂの先端側の所定位置Ｗ１で、ヒータ１０の外周面に溶接したものである。すなわち、前例とは、ヒータ側接合部を有するものと、ハウジング側接合部を有する各筒状シール部材を内外逆にした点のみが前例と相違するだけであり、したがって、前例同様の効果を有することは明らかである。

上記したように本発明においては、保持部材（上記各例ではシール部材）が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされている。そして、例えば、第１、第２実施形態例（図１）では、一方の筒状シール部材がその後端側において前記ハウジングに周方向に沿って溶接されてハウジング側接合部とされている一方、他方の筒状シール部材は自身の先端側において前記一方の筒状シール部材の先端側に周方向に沿って溶接されて両筒状シール部材間接合部を有しており、該他方の筒状シール部材が、前記両筒状シール部材間接合部よりも後方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って溶接されてヒータ側接合部とされて設けられている。この場合において、ハウジング側接合部を有する一方の筒状シール部材は外側筒状シール部材とされ、ヒータ側接合部を有する他方の筒状シール部材は内側筒状シール部材とされているが、ハウジング側接合部を有する一方の筒状シール部材は、第３実施形態例（図７）に示したように内側筒状シール部材として具体化することもできる。

また、第１実施形態例（図１）では、各筒状シール部材の後端側において、ハウジング側接合部及びヒータ側接合部を有するものとして具体化したが、これら各接合部は、第３、第４実施形態例（図８）に示したように、各筒状シール部材の先端側に有するものとしても具体化できる。そして、ハウジング側接合部及びヒータ側接合部の先後間寸法Ｌ１は、ヒータを先方に押出す作用を低減するためには上記したように小さいのが好ましい。図１では、ヒータ側接合部がハウジング側接合部より先方にあるものとして具体化したが、この先後は逆にすることもできる。

上記各例（実施形態例）では、保持部材がシール部材である場合において具体化している。このため、各筒状保持部材をなす双方の筒状シール部材のうち、ハウジング又はヒータに、周方向に沿って接合されてなる各接合部とも、周方向に沿って全周にわたって連続して接合されている。しかし、本発明においては、保持部材が、シール性が要求されないものである場合、すなわち、ヒータの保持のみの役割を担うものであるときは、周方向に沿って接合されてなる各接合部は、周方向に沿って全周にわたって連続して接合されていてもよいが、不連続で接合されていてもよい。例えば、周方向において間隔をおいて、例えば、４箇所をスポット的に接合されていることでもよい。また、周方向に沿って連続して接合されているとしても、全周にわたって連続していなくともよい。全周（３６０度）の例えば３／４周（２７０度）の角度範囲で周方向に連続して接合しているものとしてもよい。

なお、上記例では、センサが圧電素子である場合で具体化したが、燃焼ガスがヒータを後方に押圧する際の圧力又はこれによるヒータの先後方向の変位からその燃焼圧を検知可能のセンサであればよく、したがって、例えば、ヒズミセンサを用いるものにおいても、同様に適用できる。また、上記例のグロープラグは、ヒータがシースパイプ等からなる構成のものにおいて具体化し、ハウジングがハウジング本体や、先端側ハウジング等からなる構成のものとして具体化したが、本発明においてこれらは適宜の構成のものとして具体化できる。さらに、上記各例では、筒状シール部材（保持部材）の「接合」の手段として溶接を用いるものとしたが、溶接を用いるとしても、レーザ溶接の他、電子ビーム溶接や抵抗溶接等、適宜の溶接を用いることができるし、溶接に限定されるものではない。溶接以外の接合手段としては、上記もしたようにカシメや圧入等による締り嵌めとしてもよいし、ロウ材を用いたロウ付けによる接合とするなど、適宜の手段を用いればよい。

１０ ヒータ
１０ａ ヒータの先端
４０ 圧電素子（センサ）
１０１ 燃焼圧検知センサ付きグロープラグ
１１０ ハウジング
１１１ ハウジング本体
１２１ センサ支持用内部ハウジング
１３１ 先端側ハウジング
１３６ ハウジングの先端
１６０、２６０、３６０，４６０ シール部材（保持部材）
１６０ａ、２６０ａ 一方の筒状シール部材（筒状保持部材）
１６０ｂ、２６０ｂ 他方の筒状シール部材（筒状保持部材）
Ｇ ヒータの軸
Ｋ１ ハウジングの先端の内周面とヒータの外周面との間の環状空隙
Ｋ２ 拡径環状空間
Ｗ１ ヒータ側接合部
Ｗ２ ハウジング側接合部
Ｗ３ 両筒状シール部材間接合部（両筒状保持部材間接合部）

本発明は、エンジンの燃焼室内における着火の促進と、それに加えて燃焼圧を検知（検出）する機能を備えた燃焼圧検知センサ付きグロープラグに関する。詳しくはエンジンヘッドに取り付けられ、燃焼室内にヒータを露出させて燃料の着火の促進を図ることに加えて、燃焼室内の燃焼圧（燃焼ガス圧）をヒータで受圧させ、これを保持するハウジング内に配置された圧電素子やヒズミセンサ（ゲージ）等の検知センサによって燃焼圧を検知するようにした燃焼圧検知センサ付きグロープラグに関する。

この種の燃焼圧検知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）としては各種のものが知られている（例えば、特許文献１）。図９は、これと同種のグロープラグ９０１の断面構造を簡略化して示した破断縦断面図である。同図のものは、筒状をなすハウジング１１０内に、通電することによって発熱する棒状（円軸状）のヒータ（例えば、メタルヒータ、又はセラミックヒータ）１０を、自身の先端（燃焼室内に突出する側の端。図示下端）１０ａが、そのハウジング１１０の先端１３６から突出するようにして備えている。このようなグロープラグ９０１では、ヒータ１０は、燃焼圧を受圧して、検知センサの配置された後端へ圧力を伝えるためやそれ自身の熱膨張等を考慮して、ハウジング１１０内において、その軸Ｇ方向（先後方向）に微小ではあるが変位可能に配置されている。すなわち、ヒータ１０は、ハウジング１１０の内周面との間に空隙（環状空隙）を保持して配置されている。そして、このヒータ１０の後方には、ヒータ１０が燃焼圧によって先端１０ａから後方に押されることによって発生する圧力を検出させ得る検知手段として、例えば圧電素子４０が配置されている。これは、燃焼圧によってヒータ１０が後方に押される力でその圧電素子４０を圧縮し、その圧縮力の変化に応じて発生する電気信号を測定することで、燃焼圧を検出するように構成されている。

ところで、このグロープラグ９０１では、高温、高圧の燃焼ガスが、ハウジング１１０の先端１３６から、その内周面とヒータ１０の外周面との間の上記した環状空隙を通ってハウジング１１０内の後方に入り込むのを防止する（シールを確保する）必要がある。このため、ハウジング１１０の内周面とヒータ１０の外周面との間の環状空隙には、何らかのシール部材が配置されるのが普通である。例えば、同図のグロープラグ９０１では、同図中の拡大図、及び図１０に示したように、ハウジング１１０の先端をなす先端側ハウジング１３１の内側に拡径状に形成された拡径環状空間Ｋ２に、燃焼ガスの内部後方への侵入を防止するシール部材６０が配置されている。一方、ハウジング１１０に対するヒータ１０の軸Ｇ方向の変位を許容するため、このシール部材６０には、ダイアフラム、或いはベローズのようにそれ自体が先後に容易に変形できる金属薄膜（例えば、ＳＵＳ６３０製の薄膜）など、十分な可撓性のある環状膜部（メンブレン）を有する耐熱部材が使用されている。このシール部材６０は、図９中の拡大図、及び図１０に示したように、先端側の小径筒部６５と、後端側の大径筒部６１との間に、拡径環状空間Ｋ２を先後に仕切るように、断面曲線状をなす環状膜部６３を有している。そして、上記した拡径環状空間Ｋ２内において、その小径筒部６５がヒータ１０の外周面に沿って所定位置Ｗ１で、例えば溶接（レーザ溶接）で接合され、その大径筒部６１が周方向に沿ってハウジング１１０側（先端側ハウジング１３１）に所定位置Ｗ２で、例えば溶接（レーザ溶接）で接合されている。この接合によってハウジング１１０の先端１３６の内周面におけるシールが確保されている。なお、以下、所定位置Ｗ１をヒータ側接合部、そして所定位置Ｗ２をハウジング側接合部ともいう。

このようなシール部材６０により、ハウジング１１０に対しヒータ１０が軸Ｇ方向（先後方向）に変位する際には、シールを確保しつつ、主としてその環状膜部６３が変形してヒータ１０の軸Ｇ方向の変位を許容できるよう構成されている。すなわち、シール部材６０はハウジング１１０の先端１３６寄り部位において、その内周面とヒータ１０の外周面との間（環状空隙）に入り込む高温、高圧の燃焼ガスを遮断する役割を担うと共に、ハウジング１１０に対し、ヒータ１０が軸Ｇ方向に変位するのを許容する役割をも担っている。なお、図示はしないが、例えばハウジングの先端より奥に入り込んだ位置の、その内周面と、ヒータ１０の外周面との間にシール部材を配置することで、その間のシールを確保するようにした構成のものもある。このような構成のものでは、前記したようなハウジングの先端寄り部位におけるシール部材６０は不要となる。しかし、その奥に配置されたシール部材の位置次第では、ハウジングの先端又は先端寄り部位において、奥のシール部材とは別途に、ヒータの軸方向の変位を許容しつつ、ヒータを保持する保持部材を設けることが必要となるのが普通である。すなわち、上記シール部材と同様の変形容易性を備えた構成が必要となる。というのは、ヒータはハウジング内において隙間嵌め状態にあり、突出する先端が自由端をなしているため、このようなヒータを安定して保持するためには、ハウジングの先端又は先端寄り部位においても、奥に配置されたシール部材とは別に、ヒータを保持（支持）する必要があるためである。これより理解されるが、上記シール部材６０は、この保持の役割をも兼ねており、したがって、ハウジングの先端又は先端寄り部位においてヒータを保持する保持部材であるともといえる。

特表２００９−５２７７４９号公報

上記したことから明らかであるが、シール部材６０は、エンジンの燃焼サイクルに伴い、ハウジング１１０の内周面とヒータ１０の外周面との間で、先端１３６側から入り込む高温、高圧の燃焼ガス（爆風）に直撃され、熱的衝撃を受ける形で配置されている。一方、このシール部材６０は、その変形容易性の確保のため、環状膜部６３を含めて、ヒータ１０やハウジング１１０の先端部位（先端側ハウジング１３１）等の他の各構成部材（各部位）に比べると、相対的に著しくその肉厚が薄いものとされている。例えば、環状膜部６３の肉厚は、０．１〜１．０ｍｍ程度しかない。このため、シール部材６０が、燃焼サイクルにおいて高温、高圧の燃焼ガスに直撃される際においては、ヒータ１０やハウジング１１０等の他の各構成部材に比べると、このシール部材６０は著しく早く、すなわち、瞬時に高温となり、したがって、瞬時に相対的に大きな熱膨張（以下、瞬時熱膨張ともいう）を生じる。そして、これが燃焼サイクルにおいて繰り返されることになる。

他方、ヒータ１０は、その突出する先端１０ａが自由端であり、上記構成のシール部材６０は、その先端側の小径筒部６５が所定位置Ｗ１で、このヒータ１０の外周面に溶接で固定されており、大径筒部６１は所定位置Ｗ２で、ハウジング１１０側に同様に固定されている。このため、図１０中に１点鎖線で示したように、シール部材６０は、燃焼ガスの直撃により、瞬時に軸Ｇ方向（図１０中の白抜き矢印方向）の先端側に向けて相対的に大きな瞬時熱膨張をすることになる。この結果として、その小径筒部６５に溶接されているヒータ１０は、このシール部材６０の瞬時熱膨張に対応して先端側（自由端側）に押出される応力作用を受けることになる。すなわち、ヒータ１０は、シール部材６０の瞬時熱膨張により、その小径筒部６５とのヒータ側接合部Ｗ１において先端側に引張られる作用を受けることになり、ヒータ１０の例えば後端の圧電素子４０に接している基準位置が先方に微量変位（移動）するか、圧電素子に対する圧縮力が変化することになる。

したがって、燃焼圧によってヒータ１０が後方に押される力で圧電素子４０を圧縮し、その圧縮力の変化に応じて発生する電気信号を測定、検知するよう構成されているグロープラグ９０１においては、シール部材６０の瞬時熱膨張によるヒータ１０の先端側への押出し作用が、その圧縮に影響を与えてしまう。このように、前記構成のグロープラグ９０１においては、燃焼圧の検出においてドリフトを発生させ、その検知精度を低下させるといった問題があった。なお、こうした問題は、燃焼圧を検知させるセンサが圧電素子４０でなく、ヒータ１０の後方へのヒズミを検知するヒズミセンサを用いた場合にも同様に存在する。

こうした問題に対しては、シール部材６０の瞬時熱膨張を小さく押えることで対応できる。そして、その手段としては、シール部材６０におけるヒータ側接合部Ｗ１とハウジング側接合部Ｗ２との先後方向の接合部間寸法Ｌ１を小さくするよう、例えば、シール部材６０の先後長さを小さく（短く）して、その先後方向の熱膨張の大きさ（長さ）自体を小さくすることが考えられる。しかし、グロープラグの組立てにおいて、単一の筒状部材からなるシール部材６０をヒータ側とハウジング側とに溶接する工程からして、それを小さくするのには限界がある。しかも、シール部材６０の先後長を単に小さくすれば、シール部材自身の先後方向への変形容易性が阻害され、したがって、ヒータ１０が燃焼圧により先後方向に変位するのを妨げることにもなる。また、上記もしたが、ハウジングの先端より奥に入り込んだ位置にシール部材を配置するなどに基づき、ハウジングの先端又は先端寄り部位において、その奥のシール部材とは別途に、ヒータを保持する保持部材を設ける場合には、その保持においても、シール部材６０と同様にヒータの軸方向の変位を許容する必要があるのは上記した通りである。このような保持部材には、上記したようなシール性は要求されないものの、上記シール部材６０と同様、金属薄膜など、十分な可撓性のあるものを用いることになる。このため、このような保持部材を設ける場合にも、前記したシール部材における問題と同じ問題があるわけである。なお、上記もしたように、筒状をなす「シール部材」はヒータを保持する保持部材の役割をも兼ねるものであることから、以下、このシール部材についても、保持部材ともいう。

本発明は、如上の問題点を解消するためになされたもので、上記したように、筒状をなすシール部材（保持部材）、及びこれとは別途に設けられる上記したようなヒータの保持部材が、ヒータやハウジングの先端部位等の他部材に比べて、それらとは異なるサイクルで瞬時熱膨張を起こすことにより発生するヒータを先方に押出す作用を小さくし、もって、燃焼圧の検知精度を高めることのできる燃焼圧検知センサ付きグロープラグを提供することをその目的とする。

請求項１に記載の発明は、筒状をなすハウジング内に、その先端から自身の先端を突出させた棒状をなすヒータが、前記ハウジングの内周面と該ヒータの外周面との間に隙間を保持して軸方向に変位可能に配置されており、該ヒータが燃焼圧によって先端から後方に押されることによって発生する圧力又は変位を検出することで燃焼圧を検知可能のセンサを備えてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグであって、
前記ハウジングの先端又は先端寄り部位の内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に、該ヒータの前記変位を許容するために変形可能に形成され、しかも、該ヒータに外嵌状態とされて該ヒータを保持するよう形成された筒状をなす保持部材が、該環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグにおいて、
前記保持部材が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされ、
一方の筒状保持部材がその後端側において前記ハウジングに周方向に沿って接合されてハウジング側接合部を形成している一方、
他方の筒状保持部材は自身の先端側において前記一方の筒状保持部材の先端側に周方向に沿って接合されて両筒状保持部材間接合部を有しており、
該他方の筒状保持部材が、前記両筒状保持部材間接合部よりも後方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って接合されてヒータ側接合部とされて設けられており、
しかも、前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材とがそれらの軸方向において長さが異なるものとされており、そのうち、軸方向の長さが短いものが長いものより熱膨張係数が大きい素材から形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、筒状をなすハウジング内に、その先端から自身の先端を突出させた棒状をなすヒータが、前記ハウジングの内周面と該ヒータの外周面との間に隙間を保持して軸方向に変位可能に配置されており、該ヒータが燃焼圧によって先端から後方に押されることによって発生する圧力又は変位を検出することで燃焼圧を検知可能のセンサを備えてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグであって、
前記ハウジングの先端又は先端寄り部位の内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に、該ヒータの前記変位を許容するために変形可能に形成され、しかも、該ヒータに外嵌状態とされて該ヒータを保持するよう形成された筒状をなす保持部材が、該環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグにおいて、
前記保持部材が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされ、
一方の筒状保持部材がその先端側において前記ハウジングに周方向に沿って接合されてハウジング側接合部を形成している一方、
他方の筒状保持部材は自身の後端側において前記一方の筒状保持部材の後端側に周方向に沿って接合されて両筒状保持部材間接合部を有しており、
該他方の筒状保持部材が、前記両筒状保持部材間接合部よりも先方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って接合されてヒータ側接合部とされて設けられており、
しかも、前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材とがそれらの軸方向において長さが異なるものとされており、そのうち、軸方向の長さが短いものが長いものより熱膨張係数が大きい素材から形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材のうち、いずれか一が先後にわたり略一定の径を有する円筒状のものであり、残る一が先後において径が異なる異径円筒状のものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の燃焼圧検知センサ付きグロープラグである。

本発明では、前記ハウジングの内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に配置されている保持部材が、上記構成のように、内外二重の筒構造とされている。すなわち、本発明では保持部材を内外二重の筒構造として、ハウジング側接合部とヒータ側接合部とを、いわば両筒状保持部材間接合部で折り返す形で位置させている。したがって、ハウジング側接合部と、ヒータ側接合部との先後間の寸法を小さくできるため、内外二重の筒構造の保持部材のそれぞれが、先後方向に大きく熱膨張したとしても、ハウジング側接合部とヒータ側接合部との先後間における熱膨張量自体は、各筒状保持部材の全先後長における熱膨張量より小さくすることができる。これにより、本発明では、保持部材の熱膨張によってヒータを先方に押出す作用を従来より低減できるので、その分、燃焼圧力の検出において、従来のようなドリフトの発生の問題を緩和でき、したがって、燃焼圧の検知精度を高めることができる。すなわち、従来の単一の筒構造の保持部材は、ハウジングとヒータとに、ハウジング側接合部とヒータ側接合部とで、溶接等により接合して配置する工程上や、保持部材自身の先後方向への変形容易性の確保のため、この両接合部間の寸法（距離）を十分に確保する必要があったことから、保持部材自体の先後長も相当程度の長さとする必要があった。そして、このような保持部材が、ハウジングやヒータ等の他部材より早く、瞬時に高温となり瞬時熱膨張する場合には、この保持部材がヒータを先方に押出そうとする熱応力は、この両接合部間の寸法に対応した熱膨張量に基づいたものとなるから、必然的に大きくなる。

これに対して本発明では、上記した保持部材の構成に基づき、ハウジングとヒータとに接合されているその両接合部（ハウジング側接合部とヒータ側接合部）間の先後距離Ｌ１を小さくできる。したがって、たとえ各筒状保持部材の全体が瞬時に先方に大きく伸びるように熱膨張したとても、その全体に対する熱膨張量に比べて、前記距離Ｌ１間における熱膨張量はそれより小さくできるので、ヒータを先方に押出そうとする熱応力を小さくすることができる。このように本発明では、保持部材が、ハウジング等のほかの構成部材よりも相対的に早く、瞬時に異常高温となって瞬時熱膨張したとしても、ヒータを軸方向先方へ押出すように発生する作用を低減ないし防止できる。その結果として、燃焼圧の検出において、従来のようなドリフトの発生の問題を緩和ないし防止できるから、燃焼圧の検知精度を高めることができる。なお、ハウジング側接合部とヒータ側接合部との先後間の距離（寸法）Ｌ１が０であり（ハウジング側接合部とヒータ側接合部とが先後方向において同位置にあり）、両筒状保持部材が同素材からなるものであれば、保持部材全体（各筒状保持部材）の先後の熱膨張量が大きく発生するとしても、理論上、ヒータを先方に押し出す作用は発生せず、したがって、一層、検知精度を高めることができる。このことから理解されるが、この距離Ｌ１は可能な限り小さい方が好ましい。

本発明において、上記各筒状保持部材が上記したように前記ハウジング又は前記ヒータの外周面に、及び両筒状保持部材の相互が上記したように、周方向に沿って接合する手段としては、レーザ溶接等の溶接によるのが好ましい。ただし、この接合手段は、溶接以外にも、ロウ付けやカシメ又は圧入、さらにはこれらの組合せとしても良い。なお、本発明において、周方向に沿って接合され、とは、周方向に沿って全周にわたって連続して接合されることの他、周方向に沿って不連続で接合されること、及び周方向に沿って連続して接合されているものの、全周にわたっては接合されていないことも含む。周方向に沿って全周にわたって連続して接合されているということは、少なくとも、１周以上連続して接合されていることを意味することから、その接合部を挟む先後においてシールが確保されていることを意味する。したがって、保持部材がシール部材でもある場合には、シール（気密）の確保のため、ハウジング及びヒータへの接合においては、各接合部とも、それぞれ周方向に沿って、全周にわたって連続して接合される。また、周方向に沿って不連続で接合されているということは、例えば、周方向に沿って、３箇所とか４箇所など、間隔をおいて通常、複数箇所で接合されていることを意味し、シール性が要求されない保持部材である場合に適用される。すなわち、前記保持部材が、シール部材とは別途に設けられる保持部材である場合には、該保持部材自身によって環状空隙をシールを保持して遮断する必要がない。このため、このような場合には、保持部材が、前記環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなるとしても、周方向に沿って全周にわたって連続して接合する必要はない。なお、接合の手段の代表例としては、レーザ溶接等の溶接が挙げられる。

本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグ（第１実施形態例）の部分破断面図、及びその要部の拡大図。 図１のＡ１部（保持部材（本例ではシール部材）を含む要部の拡大図）のさらなる拡大図。 図２のＡ２部のさらなる拡大図。 図１のグロープラグの組立て工程例を説明する分解図であって、ハウジングに、シースヒータ等を組付ける前の分解図。 図１のグロープラグの組立て工程例の説明図、及び、シール部材（保持部材）を固定した部分の拡大図。 本発明とは別の参考発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグの参考実施形態例の要部拡大図、及びそのさらなる拡大図。 本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグの第２実施形態例の要部拡大図、及びそのさらなる拡大図。 本発明を具体化した燃焼圧検知センサ付きグロープラグの第３実施形態例の要部拡大図、及びそのさらなる拡大図。 従来の燃焼圧検知センサ付きグロープラグの一例を示す破断縦断面図、及びそのシール部材を含む部分の拡大図。 図９のグロープラグにおける問題点を説明する、同図中のＡ９部の拡大図。

本発明を具体化した実施形態例（第１実施形態例）の燃焼圧検知センサ付きグロープラグについて、図１〜図５に基づいて説明する。本例のグロープラグ１０１は、概略円筒状のハウジング１１０と、その内側において先端（図示、下方端）１０ａを、ハウジング１１０の先端１３６から突出させてなるシースヒータ１０と、さらには、このシースヒータ１０の後端側に配置されたセンサとしての圧電素子４０等を主体として構成されている。以下、先ずこのグロープラグ１０１の全体構成について、図４、図５に示した組立て工程例を説明する図も参照しながら詳細に説明する。

本例において、ハウジング１１０は、概略円筒状のハウジング本体１１１と、その内部に内挿され、シースヒータ１０の後端において圧電素子４０を支持するように、このハウジング本体１１１内に内挿、配置されたセンサ支持用内部ハウジング１２１と、ハウジング本体１１１の先端部位に位置する先端側ハウジング１３１との３部品から構成されている。このうち、ハウジング本体１１１は、後端寄り部位の外周面に、ねじ込み用多角形部１１３を備えていると共に、その先端側の外周面には、シリンダヘッドへのねじ込み用のネジ１１５を備えており、このネジ１１５より先端側は、そのネジ１１５の谷の径より若干小径をなす円筒管部１１７を備えている。そして、この円筒管部１１７の先端寄り部位の内周面には、センサ支持用内部ハウジング１２１が内挿、配置されている。

このセンサ支持用内部ハウジング１２１は、その外径がハウジング本体１１１の内径より若干小さい外径の円筒管をなしており（図４、図５参照）、先端側の外周面において突出形成されたフランジ１２３を備えている。このフランジ１２３は、外径がハウジング本体１１１の円筒管部１１７の外径と同じとされ、図１の拡大図等に示されるように、このフランジ１２３における後端向き面１２４を、ハウジング本体１１１の先端１１８に当接させて、例えば、溶接（具体的にはレーザ溶接）にて接合（以下、単に「溶接」）されている。一方、図１の拡大図に示されるように、このセンサ支持用内部ハウジング１２１の後端１２５には、中央が開口する円環状底板１２６を有する円筒状キャップ１２７が、その筒状部１２８の先端を介して溶接されている。そして、この円筒状キャップ１２７内には、その円環状底板１２６に当接する配置で、円環状をなし、両端面に電極板４３，４４を介して、絶縁板４７が配置された圧電素子４０が配置されている。なお、図示はしないが、各電極板４３，４４からは後方へ信号取り出し用の配線が引き出されている。

一方、シースヒータ１０は、先端１０ａが凸となす半球面状とされ、後方に延びる円管からなるシースパイプ１１と、その内部の先端に接続されて、後方に延びる形で配置された発熱コイル２１と、この発熱コイル２１の後端にシースパイプ１１内で接続されて後方に延びる通電用軸部材（円軸部材）２５とを含んで構成されている。なお、この通電用軸部材２５は、シースパイプ１１の後端からを突出させられている。そして、シースパイプ１１の後端寄り部位には、その後端を閉塞状に保持するシースパイプ外装管３１が外嵌されている（図４右参照）。ただし、シースヒータ１０は、全体としてみると、棒状をなしており、シースパイプ１１の先端寄りの半分程度が、ハウジング１１０の先端１３６から突出するよう設定されている。また、図１の拡大図に示したように、シースパイプ外装管３１の後端は、通電用軸部材２５を突出させるように縮径された円形の後端底部３３を有しており、この後端底部３３の後端向き面には、円筒部３５が突出状に形成されている。なお、このシースパイプ外装管３１は、その先端が、センサ支持用内部ハウジング１２１の先端と略同位置か、若干それより先端側に位置するように保持されていると共に、外径が小さい薄肉部３７とされといる。そして、例えば、周方向に沿ってシースパイプ１１の外周面に溶接されて固定されている。なお、このシースパイプ外装管３１は、センサ支持用内部ハウジング１２１の内周面に対して間隙を有して配置された隙間嵌め状態にある。

他方、通電用軸部材２５は、このシースパイプ外装管３１の後端の円筒部３５内、及びその後方に配置された次記する押圧体５０の内側、さらには、上記した圧電素子４０、円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６の各内側（貫通孔）を貫通するようにして、ハウジング１１０内においてその軸Ｇに沿って後方に延びている。そして、通電用軸部材２５の後端は、ハウジング本体１１１の後端において、図示しない絶縁材等にて絶縁が保持されて固定されており、外部に突出されている。なお、シースパイプ１１の内部には、図示はしないが絶縁粉末が充填されている。

また、このシースパイプ外装管３１の後端部における円筒部３５と、上記した圧電素子４０の先端に配置された電極板４３、絶縁板４７との間には、この絶縁板４７と略同径の円環板部５１と、これから同心で先方に延びる小円環部５３を有する押圧体５０が配置されている。この押圧体５０の小円環部５３は、シースパイプ外装管３１の後端部における円筒部３５に同軸状に固定されている。しかして、シースヒータ１０は、自身の先端１０ａを上記したように筒状をなすハウジング１１０の先端１３６から突出させ、センサ支持用内部ハウジング１２１内に対し、隙間嵌め状態で配置されている。これにより、このヒータ１０は、燃焼圧によって先端１０ａから後方に押されることによって発生する圧力により軸Ｇ方向（後方）に圧縮され、圧電素子４０は、シースパイプ外装管３１の後端部の円筒部３５に固定された押圧体５０の円環板部５１と、センサ支持用内部ハウジング１２１の後端に固定された円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６との間で圧縮されるように構成されている。そして、この圧縮によって発生する電圧信号を、各電極板４３，４４から後方へ配線を介して出力できる構成とされている。なお、各電極板４３，４４からの配線は、例えば円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６の内側と通電用軸部材２５の間（空隙）を、絶縁を保持して通され、外部に引き出されるように設けられている。

さて、本例のグロープラグ１０１においては、センサ支持用内部ハウジング１２１は、その先端側の外周面において突出形成されたフランジ１２３における後端向き面１２４を、ハウジング本体１１１の先端１１８に当接させて溶接で固定されているのは上記したとおりである。一方、本例では、このセンサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３より先方は、フランジ１２３の外径より小径をなす円筒部１２９を備えている。詳しくは後述するが、この円筒部（保持部材（本例ではシール部材）の固定用の円筒部）１２９に、内外二重の筒構造をなす保持部材６０のうちの、一方の筒状シール部材（本発明の一方の筒状保持部材に相当。本例では、外側筒状シール部材）１６０ａの後端部位を外嵌めして、図中、黒塗り三角で図示したように、所定位置Ｗ２で外側から溶接している（図３参照）。なお、本例を含め、以下の各実施形態例において用いられている「保持部材」はシール部材であるため、以下の各例においては、「シール部材」という。

そして、このように溶接された外側筒状シール部材１６０ａの後端部位の外側に、先端側ハウジング１３１が、その後端寄り部位の円筒部（ハウジング側円筒部）１３３を外嵌し、しかも、その後端面１３２をフランジ１２３における先端向き面（環状面）１２２に当接させて溶接している。なお、先端側ハウジング１３１の先端寄り部位は、外周面が先細りテーパ面を有するテーパ筒部１３５をなし、その先端１３６の内周面の径（内径）Ｄ１は、ヒータ１０の外周面と微小な環状空隙Ｋ１を有するように設定されており、この空隙より後方において、この先端側ハウジング１３１の内周面と、ヒータ１０の外周面との間は、それより拡径された環状空隙Ｋ２を有しており、本例では、前記した一方の筒状シール部材（外側筒状シール部材）１６０ａと、その内側においてヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接で固定された、他方の筒状シール部材（本発明の他方の筒状保持部材に相当。本例では、内側筒状シール部材）１６０ｂとでシール部材６０をなし、次記するようにして該環状空隙を先後において閉塞するように設けられている。

すなわち、本例において外側筒状シール部材１６０ａは、後端側が、拡径環状空間Ｋ２内に納まる寸法で、相対的に大径の大径円筒部６１をなし、先端側が相対的に小径の小径円筒部（環状部）６５をなしている。そして、この両円筒部６１、６５の間が、先後方向にダイヤフラムのように変形容易な金属薄膜からなり、断面曲線状をなす環状膜部６３をなしている。なお、この大径円筒部６１は、上記したように、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方のシール部材固定用の円筒部１２９に外嵌めして、図示のように所定位置Ｗ２において、その外周面側から周方向に沿って溶接され、ハウジング側接合部Ｗ２をなしている。

一方、内側筒状シール部材１６０ｂは自身の先端側に、外側筒状シール部材１６０ａの先端側の所定位置Ｗ３において、外側から周方向に沿って溶接された両筒状シール部材間接合部（本発明の両筒状保持部材間接合部に相当）Ｗ３を有しており、この両者間におけるシールが保持されている。なお、図中、溶接部位に関しては、各接合部Ｗ１〜Ｗ３のみ、黒塗り三角で示しており、各シール部材は、この黒塗り三角箇所でのみで溶接で固定されている。そして、この内側筒状シール部材１６０ｂは、両筒状シール部材間接合部Ｗ３よりも後方における自身の所定位置Ｗ１において、ヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接されてヒータ側接合部Ｗ１とされている。これによって、燃焼ガスが、先端側ハウジング１３１の先端１３６から、その内周面とヒータ１０の外周面との間の環状空隙Ｋ１を通って、拡径環状空間Ｋ２内には入り込むとしても、そのシール部材６０より後方に入り込むのが防止されている。

本例では、ヒータ側接合部Ｗ１は、ハウジング側接合部Ｗ２より先方に位置しているが、上記構成により、この両者間の先後方向の距離（接合部間寸法）Ｌ１は、ハウジング側接合部Ｗ２と、従来においてヒータ側接合部Ｗ１をなしていたところの両筒状シール部材間接合部Ｗ３との間の先後方向の距離（接合部間寸法）より小さくなっている。なお、内側筒状シール部材１６０ｂは、ヒータ１０に外嵌めされ得るような直管（円筒管）をなしており、したがって、ヒータ側接合部Ｗ１より先端側の内側筒状シール部材１６０ｂの内周面と、ヒータ１０の外周面との間は、単に接しているか、空隙（微小な空隙）を有している。また、外側筒状シール部材１６０ａにおける先端側の小径円筒部（環状部）６５は、内側筒状シール部材１６０ｂに外嵌めされ得る内径寸法を有している。なお、本例では、図１〜図３に図示されるように、図１〜図３上、外側筒状シール部材１６０ａと内側筒状シール部材１６０ｂとがそれらの軸Ｇ方向において長さが異なるものとされており、そのうち、軸Ｇ方向の長さが短いものが長いものより熱膨張係数が大きい素材から形成されている。そして、図１〜図３上において、軸Ｇ方向の長さが短い、内側筒状シール部材１６０ｂが、軸Ｇ方向の長さが長い外側筒状シール部材１６０ａより熱膨張係数が大きい素材から形成されている。

このような本例のグロープラグ１０１をエンジンのシリンダヘッドに取り付けて使用する場合においては、その燃焼ガスが、ヒータ１０をその先端１０ａから後方に押すことになる。これによる圧力が、センサ支持用内部ハウジング１２１の後端に固定された円筒状キャップ１２７の円環状底板１２６と、シースパイプ外装管３１の後端部の円筒部３５に固定された押圧体５０の円環板部５１との間にある圧電素子４０を圧縮し、それによって発生する電圧信号として出力され、検出される。そして、その際においては、ヒータ１０は後方に微量変位するが、主として、外側筒状シール部材１６０ａにおける環状膜部６３が変形し、この変位を許容する。なお、この環状膜部６３は本例では先細りテーパ状の縦断面曲線のものとしたが、その形状構造はその変位を許容できるものである限り、適宜のものとすればよい。

本例では、上記したように、環状空隙に配置されているシール部材６０が、内外二重の筒構造とされており、ハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１とを、いわば両筒状シール部材間接合部Ｗ３で折り返す形で位置させているため、そのハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１との先後間の寸法Ｌ１を、従来のように１つの筒状シール部材のみを使用した場合におけるそれより小さくできる。したがって、エンジンの燃焼サイクル過程で、高温、高圧の燃焼ガスがシール部材６０を直撃することで、内外二重の筒構造のシール部材１６０ａ、１６０ｂのそれぞれが、他の部位より早く瞬時に高温となり先後方向に大きく瞬時熱膨張を起こしたとしても、先後間寸法Ｌ１における熱膨張量（寸法）自体は、外側筒状シール部材１６０ａの全先後長におけるそれより小さくすることができる。これにより、本例では、シール部材６０の熱膨張によってヒータ１０を先方に押出す作用を従来より低減できるので、その分、燃焼圧力の検出におけるドリフトの発生の問題を緩和でき、したがって、燃焼圧の検知精度を高めることができる。なお、先後間寸法Ｌ１が小さいほどヒータ１０を先方に押出す作用を低減できる。

なお、上記例のグロープラグ１０１の組立ては、例えば、次のようにして行うことができる（図４、図５参照）。図４の中央及び右側に示したように、シースパイプ１１内に、発熱コイル２１、通電用軸部材２５の先端側を内挿し、図示しない絶縁粉末を充填する等してシースヒータ１０を組立てておく。そして、このシースパイプ１１の後端寄り部位にシースパイプ外装管３１を外嵌して固定する。一方、センサ支持用内部ハウジング１２１の後端１２５に、圧電素子４０を含む円筒状キャップ１２７を組み付けておく。そして、この組付け体を、シースパイプ外装管３１に外嵌する（図５の左図参照）。次いで、図５に示したように、内側筒状シール部材１６０ｂをその後端側の所定位置Ｗ１で、外嵌したヒータ１０に溶接し、これに外嵌した外側筒状シール部材１６０ａを、その先端側の所定位置Ｗ３で、内側筒状シール部材１６０ｂの先端側の所定位置Ｗ３に溶接し、外側筒状シール部材１６０ａの後端側を、上記したように、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方のシール部材固定用の円筒部１２９に外嵌めして、所定位置Ｗ２において溶接する。その後、後端側から外嵌したハウジング本体１１１と、先端側から外嵌した先端側ハウジング１３１との各端面にて、フランジ１２３を挟むようにし、各挟み付け面相互間を外側から周方向に沿って溶接する等の工程を経ることにより、図１のように組立てられる。

さて次に、上記本発明とは別の参考発明のグロープラグの参考実施形態例について、図６に基づいて説明する。ただし、本例は、上記した第１実施形態例のグロープラグと本質的な相違はなく、図６に示したところの、図２の要部に対応する拡大図のように、実質的には内外二重の筒構造のシール部材６０の断面形状のみを変更しただけであるため、その相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符号を付すにとめる。すなわち、本例では、上記第１実施形態例のシール部材６０と異なり、両筒状シール部材２６０ａ，２６０ｂの先後長を同じとしている。そして、一方の筒状シール部材をなし、上記例と近似した縦断面形状を有する外側筒状シール部材２６０ａの後端側の大径円筒部６１を、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方の円筒部１２９に外嵌めして、所定位置Ｗ２において溶接している。また、他方の筒状シール部材をなす内側筒状シール部材２６０ｂを、その後端側が先端側より小径の小径円筒部とし、その後端側の所定位置Ｗ１で、ヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接してヒータ側接合部Ｗ１としている。ただし本例では、Ｗ１、Ｗ２は、先後位置が同じかほぼ同じであり、外側筒状シール部材２６０ａの先端側の小径円筒部６５の内径は、内側筒状シール部材２６０ｂの先端側の大径筒部の外径と略同径とされており、この両者は先端側の所定位置Ｗ３で、外側筒状シール部材２６０ａの先端側の小径円筒部６５において周方向に沿って溶接され、両筒状シール部材間接合部Ｗ３とされている。すなわち、本例では、ハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１との先後間寸法Ｌ１が、０か、略０のため、内外二重の筒構造のシール部材６０のそれぞれが、先後方向に大きく瞬時熱膨張したとしても、ヒータ１０を先方に押出す作用をほぼ無しとすることができる。

さて次に、本発明のグロープラグの別例（第２実施形態例）について、その要部を示す図７に基づいて説明する。ただし、本例も、上記した第１実施形態例のグロープラグと本質的な相違はなく、図７に示したところの、図２の要部に対応する拡大図に示したように、実質的に、内外二重の筒構造をなすシール部材６０の断面構造のみを変更しただけであるため、その相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符号を付すにとめる。すなわち、本例では、内外二重の筒構造をなすシール部材６０を構成する一方の筒状シール部材（本例では内側筒状シール部材）３６０ａが単なる円筒状をなし、センサ支持用内部ハウジング１２１のフランジ１２３の先方のシール部材固定用の円筒部１２９に外嵌めされ、この一方の筒状シール部材３６０ａ自身の先端側の図示の所定位置Ｗ２において、その外周面側からハウジング（円筒部１２９）に周方向に沿って溶接されて、ハウジング側接合部Ｗ２をなしている。そして、他方の筒状シール部材（本例では外側筒状シール部材）３６０ｂは、その断面形状が第１実施形態例の一方のハウジング側接合部Ｗ２を有する外側筒状シール部材１６０ａと近似しているが、それ自身の後端側の所定位置Ｗ３において、上記した一方の筒状シール部材（本例では内側筒状シール部材）３６０ａの後端側に周方向に沿って溶接されて両筒状シール部材間接合部Ｗ３をなしており、このＷ３よりも先方の所定位置Ｗ１において、ヒータ１０の外周面に周方向に沿って溶接されてヒータ側接合部Ｗ１を有するものとされている。これにより、ヒータ側接合部Ｗ１は、ハウジング側接合部Ｗ２より先方に、その先後間寸法Ｌ１を有しているが、これは、Ｗ１とＷ３間の先後寸法より小さいものとされている。

しかして、本例でも、従来のような１つの筒状シール部材のみを用いてその先後の所定位置で、ヒータ側とハウジング側に溶接した場合のその先後間寸法に比べると、ハウジング側接合部Ｗ２とヒータ側接合部Ｗ１との先後間寸法Ｌ１を、上記第１実施形態例と同様に小さくできる。このため、シール部材６０が、それぞれ先後方向に大きく瞬時熱膨張したとしても、ヒータ１０を先方に押出す作用を小さくできる。本第２実施形態例では、内側筒状シール部材３６０ａをＳＵＳ３０４で構成し、外側筒状シール部材３６０ｂをＳＵＳ６３０、又はインコネル７１８（商標）で構成し、熱膨張係数が内側筒状シール部材３６０ａの方が外側筒状シール部材３６０ｂより大きくなるように構成している。なお、本例では、上記第１実施形態例とは異なり、両筒状シール部材間接合部Ｗ３を、各筒状シール部材の後端側とし、内側筒状シール部材３６０ａの先端側においてハウジング側接合部Ｗ２を設けたものであるから、例えば、この内側筒状シール部材３６０ａをその先端側の所定位置Ｗ２において先に溶接してハウジング側接合部Ｗ２とし、その後で、外側筒状シール部材３６０ｂの後端側を、この内側筒状シール部材３６０ａの後端側に溶接すると共に、外側筒状シール部材３６０ｂの先端側を所定位置Ｗ１においてヒータ１０の外周面に溶接すればよい。なお、溶接手順は適宜に設定すれば良い。

図８は、本発明のグロープラグの別例（第３実施形態例）の要部を示したものであるが、これは、前記した第２実施形態例の変形とでも言うべきものであり、それと本質的な相違はなく、図８に示したように、内外二重の筒構造をなすシール部材６０のうち、ハウジング側接合部Ｗ２をなす一方の筒状シール部材４６０ａを、前例とは逆に外側筒状シール部材として、その先端側の所定位置Ｗ２において、先端側ハウジング１３１の内周面に溶接してハウジング側接合部Ｗ２とし、この外側筒状シール部材４６０ａの後端側において、他方の筒状シール部材（内側筒状シール部材）４６０ｂの後端側の所定位置Ｗ３において溶接して両筒状シール部材間接合部Ｗ３とし、内側筒状シール部材４６０ｂの先端側の所定位置Ｗ１で、ヒータ１０の外周面に溶接したものである。すなわち、前例とは、ヒータ側接合部を有するものと、ハウジング側接合部を有する各筒状シール部材を内外逆にした点のみが前例と相違するだけであり、したがって、前例同様の効果を有することは明らかである。

上記したように本発明においては、保持部材（上記各例ではシール部材）が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされている。そして、例えば、第１実施形態例（図１）では、一方の筒状シール部材がその後端側において前記ハウジングに周方向に沿って溶接されてハウジング側接合部とされている一方、他方の筒状シール部材は自身の先端側において前記一方の筒状シール部材の先端側に周方向に沿って溶接されて両筒状シール部材間接合部を有しており、該他方の筒状シール部材が、前記両筒状シール部材間接合部よりも後方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って溶接されてヒータ側接合部とされて設けられている。この場合において、ハウジング側接合部を有する一方の筒状シール部材は外側筒状シール部材とされ、ヒータ側接合部を有する他方の筒状シール部材は内側筒状シール部材とされているが、ハウジング側接合部を有する一方の筒状シール部材は、第２実施形態例（図７）に示したように内側筒状シール部材として具体化することもできる。

また、第１実施形態例（図１）では、各筒状シール部材の後端側において、ハウジング側接合部及びヒータ側接合部を有するものとして具体化したが、これら各接合部は、第２、第３実施形態例（図８）に示したように、各筒状シール部材の先端側に有するものとしても具体化できる。そして、ハウジング側接合部及びヒータ側接合部の先後間寸法Ｌ１は、ヒータを先方に押出す作用を低減するためには上記したように小さいのが好ましい。図１では、ヒータ側接合部がハウジング側接合部より先方にあるものとして具体化したが、この先後は逆にすることもできる。

上記各例（実施形態例）では、保持部材がシール部材である場合において具体化している。このため、各筒状保持部材をなす双方の筒状シール部材のうち、ハウジング又はヒータに、周方向に沿って接合されてなる各接合部とも、周方向に沿って全周にわたって連続して接合されている。しかし、本発明においては、保持部材が、シール性が要求されないものである場合、すなわち、ヒータの保持のみの役割を担うものであるときは、周方向に沿って接合されてなる各接合部は、周方向に沿って全周にわたって連続して接合されていてもよいが、不連続で接合されていてもよい。例えば、周方向において間隔をおいて、例えば、４箇所をスポット的に接合されていることでもよい。また、周方向に沿って連続して接合されているとしても、全周にわたって連続していなくともよい。全周（３６０度）の例えば３／４周（２７０度）の角度範囲で周方向に連続して接合しているものとしてもよい。

なお、上記例では、センサが圧電素子である場合で具体化したが、燃焼ガスがヒータを後方に押圧する際の圧力又はこれによるヒータの先後方向の変位からその燃焼圧を検知可能のセンサであればよく、したがって、例えば、ヒズミセンサを用いるものにおいても、同様に適用できる。また、上記例のグロープラグは、ヒータがシースパイプ等からなる構成のものにおいて具体化し、ハウジングがハウジング本体や、先端側ハウジング等からなる構成のものとして具体化したが、本発明においてこれらは適宜の構成のものとして具体化できる。さらに、上記各例では、筒状シール部材（保持部材）の「接合」の手段として溶接を用いるものとしたが、溶接を用いるとしても、レーザ溶接の他、電子ビーム溶接や抵抗溶接等、適宜の溶接を用いることができるし、溶接に限定されるものではない。溶接以外の接合手段としては、上記もしたようにカシメや圧入等による締り嵌めとしてもよいし、ロウ材を用いたロウ付けによる接合とするなど、適宜の手段を用いればよい。

１０ ヒータ
１０ａ ヒータの先端
４０ 圧電素子（センサ）
１０１ 燃焼圧検知センサ付きグロープラグ
１１０ ハウジング
１１１ ハウジング本体
１２１ センサ支持用内部ハウジング
１３１ 先端側ハウジング
１３６ ハウジングの先端
１６０、２６０、３６０，４６０ シール部材（保持部材）
１６０ａ、２６０ａ 一方の筒状シール部材（筒状保持部材）
１６０ｂ、２６０ｂ 他方の筒状シール部材（筒状保持部材）
Ｇ ヒータの軸
Ｋ１ ハウジングの先端の内周面とヒータの外周面との間の環状空隙
Ｋ２ 拡径環状空間
Ｗ１ ヒータ側接合部
Ｗ２ ハウジング側接合部
Ｗ３ 両筒状シール部材間接合部（両筒状保持部材間接合部）

Claims (4)

1. 筒状をなすハウジング内に、その先端から自身の先端を突出させた棒状をなすヒータが、前記ハウジングの内周面と該ヒータの外周面との間に隙間を保持して軸方向に変位可能に配置されており、該ヒータが燃焼圧によって先端から後方に押されることによって発生する圧力又は変位を検出することで燃焼圧を検知可能のセンサを備えてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグであって、
   前記ハウジングの先端又は先端寄り部位の内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に、該ヒータの前記変位を許容するために変形可能に形成され、しかも、該ヒータに外嵌状態とされて該ヒータを保持するよう形成された筒状をなす保持部材が、該環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグにおいて、
   前記保持部材が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされ、
   一方の筒状保持部材がその後端側において前記ハウジングに周方向に沿って接合されてハウジング側接合部を形成している一方、
   他方の筒状保持部材は自身の先端側において前記一方の筒状保持部材の先端側に周方向に沿って接合されて両筒状保持部材間接合部を有しており、
   該他方の筒状保持部材が、前記両筒状保持部材間接合部よりも後方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って接合されてヒータ側接合部とされて設けられていることを特徴とする燃焼圧検知センサ付きグロープラグ。
2. 筒状をなすハウジング内に、その先端から自身の先端を突出させた棒状をなすヒータが、前記ハウジングの内周面と該ヒータの外周面との間に隙間を保持して軸方向に変位可能に配置されており、該ヒータが燃焼圧によって先端から後方に押されることによって発生する圧力又は変位を検出することで燃焼圧を検知可能のセンサを備えてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグであって、
   前記ハウジングの先端又は先端寄り部位の内周面と前記ヒータの外周面との間の環状空隙に、該ヒータの前記変位を許容するために変形可能に形成され、しかも、該ヒータに外嵌状態とされて該ヒータを保持するよう形成された筒状をなす保持部材が、該環状空隙を先後において遮断するように配置されて、前記ハウジング及び該ヒータの双方に、周方向に沿って接合されて設けられてなる燃焼圧検知センサ付きグロープラグにおいて、
   前記保持部材が、別部材からなる内外二重の筒構造のものとされ、
   一方の筒状保持部材がその先端側において前記ハウジングに周方向に沿って接合されてハウジング側接合部を形成している一方、
   他方の筒状保持部材は自身の後端側において前記一方の筒状保持部材の後端側に周方向に沿って接合されて両筒状保持部材間接合部を有しており、
   該他方の筒状保持部材が、前記両筒状保持部材間接合部よりも先方において前記ヒータの外周面に周方向に沿って接合されてヒータ側接合部とされて設けられていることを特徴とする燃焼圧検知センサ付きグロープラグ。
3. 前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材のうち、いずれか一が先後にわたり略一定の径を有する円筒状のものであり、残る一が先後において径が異なる異径円筒状のものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の燃焼圧検知センサ付きグロープラグ。
4. 前記一方の筒状保持部材と前記他方の筒状保持部材とがそれらの軸方向において長さが異なるものとされており、そのうち、軸方向の長さが短いものが長いものより熱膨張係数が大きい素材から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼圧検知センサ付きグロープラグ。

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