KR102004548B1 - 연소 기관용 압력 측정 플러그 - Google Patents

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센사타 테크놀로지스, 인크
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Abstract

연소 기관용 압력 측정 플러그(100)가 개시된다. 압력 측정 플러그는 플러그 몸체(102) 및 링 형상 감지 구조물(104)을 포함한다. 플러그 몸체는 연소 기관의 실린더 헤드 속에 플러그 몸체를 장착하기 위한 수나사(102A)를 포함한다. 링 형상 감지 구조물은 외부 섹션(104A) 및 내부 코어(104B)를 포함한다. 플러그 몸체의 근위 단부가 외부 섹션에 부착된다. 내부 코어는 로드 형상 부품(106)을 수용하기 위한 관통구멍(104C)을 포함한다. 링 형상 감지 구조물은, 내부 코어(104B)가 링 형상 감지 구조물의 원통 축(105)을 따라 외부 섹션(104A)에 대해 상대적으로 움직이는 것을, 허용한다. 내부 코어(104B)는, 수나사를 구비하는 로드 형상 부품(106)을 관통구멍(104C) 내부에 장착하기 위한, 암나사(104B1)를 더 포함한다.

Description

연소 기관용 압력 측정 플러그{A PRESSURE-MEASURING PLUG FOR A COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 연소 기관의 실린더 헤드 속으로 플러그 몸체를 장착하기 위한 수나사를 포함하는 플러그 몸체 및 로드 형상 부품(rod-shaped element)을 수용하기 위한 관통구멍을 포함하는 링 형상 감지 구조물을 구비하는, 연소 기관용 압력 측정 플러그에 관한 것이다. 링 형상 감지 구조물은, 링 형상 감지 구조물의 원통 축을 따라, 내부 코어가 외부 섹션에 상대적으로 이동하는 것을 허용한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 연소 기관용 압전 저항성 압력 측정 플러그(piezo-resistive pressure-measuring plug)에 관한 것이다.
미래의 가솔린 엔진에 대한 진보한 연소 전략들은 전체 사이클(압축-연소-배기 사이클) 도중에 각 연소 실린더로부터의 정밀한 압력 피드백(feedback)의 존재에 의존한다. 이러한 전략들은, 균질 혼합 압축 착화(Homogeneous Charge Compression Ignition: HCCI) 연소를 포함하거나 포함하지 않을 수 있으며, 결과적으로 빠르고 정밀한 압력 응답을 요구하는 높은 압력 방출 속도(high pressure release rates)를 생성할 수 있다. 연소 챔버 내부에 센서를 배치하는 것은 엔진의 헤드에 추가의 구멍을 뚫는 것을 필요로 한다. 2개의 기능을 위해 하나의 구멍을 사용함에 의해, 엔진의 헤드에 추가의 구멍을 뚫을 때 직면하게 되는 추가의 비용들 및 다른 실제적 문제점들이 회피될 수 있다.
부가적인 기능을 갖도록 제공되는 압력 측정 플러그가 EP1790964A1 공보로부터 공지된다. 플러그는 외부 섹션 및 내부 코어를 구비하는 링 형상 감지 구조물을 포함한다. 플러그 몸체의 말단부는 외부 섹션에 부착된다. 내부 코어는 로드 형상 부품을 수용하기 위한 관통구멍을 포함한다. 링 형상 감지 구조물은, 압력이 로드 형상 부품에 작용하고 있을 때, 링 형상 감지 구조물의 원통 축을 따라, 내부 코어가 외부 섹션에 상대적으로 이동하는 것을 허용한다. 그러나, 압력 측정 플러그는 연소 기관의 실린더 헤드 내에 장착하기 위해 사용되지 않는다.
EP2138819A1 공보 및 EP2444786A1 공보는 압력을 측정하기 위한 연소 엔진용 압전 저항성 압력 측정 플러그를 개시한다. 압전 저항성 압력 측정 플러그는 연소 기관의 실린더 속으로의 삽입을 위한 플러그 몸체, 플러그 몸체 내에 배열되는 로드, 압전 저항성 부품을 포함하는 감지 구조물을 포함한다. 감지 구조물은, 로드가 연소 챔버 내부의 압력으로 인해 실린더의 연소 챔버 내부의 압력을 감지 구조물에 전달하는 방식으로, 로드 및 플러그 몸체 사이에 배열된다. 압력 변화는 감지 구조물에 힘을 작용시키도록 플러그 몸체에 대한 로드의 축방향 이동을 야기한다. 감지 구조물이 플러그 몸체 내에 통합됨에 따라, 감지 구조물 내부의 구멍의 치수가 제한된다.
지금까지, 압력 센서를 통합한 스파크 플러그는, 이력(履歷) 현상(hysteresis), 온도와 같은 외부 영향들에 대한 밀봉 및 민감성 부족과 같은 문제를 겪어 왔다.
본 발명의 목적은 감지 구조물의 관통구멍 내에 로드 형상 부품을 수용하기 위한 개선된 압력 측정 플러그를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 신뢰할 수 있는, 제조하기에 더 저렴한, 가혹한 압력 매체에 대해 오래 지속되고 튼튼한, 내연 기관을 대표하는 높은 온도 및 진동을 견디는 중 적어도 하나인, 압력 측정 플러그를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1의 특징들을 구비하는 압력 측정 플러그에 의해 달성된다. 유리한 실시예들 및 나아가 본 발명을 수행하는 방식들은 종속항들에 언급되는 수단들에 의해 달성될 것이다.
본 발명에 따른 압력 측정 플러그는, 내부 코어가 수나사와 함께 로드 형상 부품을 관통구멍 내부에 장착하기 위한 암나사를 포함하는 것을, 특징으로 한다.
모든 공지된 해결책들에서, 압력 센서가 하나의 유닛 형태의 스파크 플러그에 통합된다. 기능들 중 하나가 제대로 기능하지 못할 때, 전체 부품이 교체되어야만 한다. 2가지 기능을 위한 부품들이 유사한 제품 수명을 구비할 때는 문제가 되지 않는다. 그러나, 내부 검사들은, 스파크 플러그 부품들의 제품 수명은 압력 감지 부품들의 제품 수명과 상당히 다르다는 것을, 보여주고 있다. 새로운 압력 감지 플러그의 특징들은, 제2 기능을 갖는 플러그를 제공하는 로드 형상 부품을 구비하는 압력 측정 플러그를 작업자가 용이하게 조립하거나 분해할 수 있도록 하는, 플러그 구조를 제공한다. 일부의 그러나 이에 국한되지 않는 제2 기능의 예들은, 스파크 플러그 기능, 온도 센서, 유동 센서, 예열 플러그 기능이다. 다른 장점은, 하나의 유형의 압력 측정 플러그는 다른 유형의 스파크 플러그들 및 기능들과 용이하게 결합될 수 있다. 단지 압력 측정 플러그 및 로드 형상 부품 사이의 접속은 표준화되어야 한다. 본 발명에 따른 압력 측정 플러그는 센서가 스파크 플러그에 통합되는 것을 요구하지 않으며, 그러나 동시에 기관 헤드 내에 추가의 구멍을 요구하지도 않는다. 압력 측정 플러그는 엔진 헤드의 기존의 스파크 플러그 개구부 내부에 놓이게 된다. 압력 측정 플러그는, 압력 측정 플러그 내에 스파크 플러그를 장착하기 위해 사용되는, 암나사를 구비한다. 센서의 강철 몸체는 스파크 플러그를 위한 접지로서 역할을 하며, 그로 인해 스파크 플러그와 기관 헤드 사이에 직접적인 접촉이 없다. 미국특허공보 제8196459호에서와 같이, 압력 센서가 스파크 플러그와 기관 헤드 사이에서 압축되지 않는다는 사실은, 이력 현상 및 응력에 자유로운 해결책을 예상할 수 있도록 한다.
일 실시예에서, 압력 측정 플러그는, 플러그가 실린더 헤드 속으로 장착될 때, 로드 형상 부품을 수용하도록 구성된다. 이러한 특징은, 작업자가 압력 측정 플러그를 기관 헤드로부터 제거함 없이 스파크 플러그 부품을 교체할 수 있도록 하는, 플러그 구조를 제공한다.
일 실시예에서, 수나사는 제1 원통 축을 구비하고, 암나사는 제1 원통 축과 정렬되는 제2 원통 축을 구비한다. 이러한 특징들은 회전방향으로 대칭인 부품들을 구비하는 구성을 제공한다. 부품들은 금속 절단 공정에 의해 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 플러그 몸체의 수나사 및 감지 구조물의 암나사는 축 방향에서 중첩되지 않는다. 이러한 특징은 압력 측정 플러그의 직경을 감소시킬 수 있도록 한다.
일 실시예에서, 플러그 몸체는 베이스 부재 및 나사가공 부재를 포함한다. 링 형상 감지 구조물은 베이스 부재의 일단부에 부착되고, 베이스 부재의 타단부는 나사가공 부재 내에 위치하게 된다. 이러한 특징들은 복잡한 구조를 갖는 플러그 몸체를 조립하기 위한 덜 복잡한 구조를 갖는 부품들을 제공한다.
일 실시예에서, 압력 측정 플러그는, 일단부에서 내부 코어에 부착되는, 원통형 몸체 부재를 더 포함한다. 원통형 몸체 부재는 플러그 몸체 내에서 적어도 부분적으로 연장된다. 원통형 몸체 부재의 내측 표면은, 압력 측정 플러그와 로드 형상 부품 사이의 밀봉을 제공하기 위한, 밀봉 윤곽(sealing profile)을 포함한다. 이러한 특징들은 연소 챔버 내에서 가스들에 대한 강력한 밀봉을 제공한다. 다른 실시예에서, 밀봉 윤곽은 원뿔형이다. 대안적인 실시예에서, 원통형 몸체 부재는 내부 코어의 일체형 부재이다.
일 실시예에서, 압력 측정 플러그는 환형 멤브레인을 더 포함한다. 원통형 몸체 부재와 플러그 몸체 사이의 밀봉을 위해, 환형 멤브레인의 제1 테두리가 플러그 몸체에 용접되고, 환형 멤브레인의 제2 테두리가 원통형 몸체 부재에 용접된다. 멤브레인은 연소 가스들의 열로부터 센서 전자 기기를 보호하기 위한 방호벽(barrier)이며, 또한 로드 형상 부품, 다시 말해 압력 측정 플러그 내에 장착되는 스파크 플러그를 위한 플러그 온도 조절기와 같은 것이다. 구체적인 실시예에서, 환형 멤브레인은 플러그 몸체 내에 위치하게 된다.
로드 형상 부품의 실시예인 스파크 플러그는 온도에 의존하는 작동 특성들을 구비한다. 압력 측정 플러그의 다른 실시예에서, 환형 멤브레인은, 사용되는 로드 형상 부품에 최적 작동 온도를 제공하기 위해, 플러그 몸체의 원위 단부로부터 사전한정된 거리를 구비한다. 원위 단부는 연소 챔버와 마주보는 플러그 몸체의 일부분이다. 이러한 특징은 최적 성능을 구비하는 스파크 플러그와 압력 센서의 조합을 제공한다.
일 실시예에서, 압력 측정 플러그의 플러그 축을 따라, 밀봉 윤곽이 링 형 감지 구조물 및 환형 멤브레인 사이에 위치하게 된다. 이러한 특징은 최소 직경을 구비하는 강력한 플러그를 제공한다.
대안적인 실시예에서, 압력 측정 플러그는, 로드 형상 부품 및 원통형 몸체 부재 사이의 밀봉을 제공하는, O-링을 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 원통형 몸체 부재 및 로드 형상 부품 모두의 밀봉 윤곽은 O-링으로 교체될 수 있다.
제 2 양태에서, 연소 기관의 스파크 플러그를 교체하는 방법이 제공된다. 스파크 플러그는, 연소 기관의 실린더 헤드 속으로 장착되는 임의의 이전의 실시예에 따른 압력 측정 플러그 밖으로, 나사결합 해제된다. 이어서, 다른 스파크 플러그가 압력 측정 플러그 속으로 나사결합된다.
다른 특징들 및 장점들이, 다양한 특징들의 실시예들을 예로서 예시하는 첨부되는 도면들을 참조하는, 뒤따르는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이러한 및 다른 양태들, 특성들 및 장점들이, 동일한 참조 부호들이 동일한 또는 비교가능한 부분들을 지시하는, 도면들을 참조하여 뒤따르는 설명에 근거하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 스파크 플러그와 함께 제공되는 압력 측정 플러그의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이고;
도 2는 압력 측정 플러그의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이며;
도 3은 제1 실시예에 사용하기 위한 스파크 플러그를 개략적으로 도시한 측면도이고; 및
도 4는 스파크 플러그와 함께 제공되는 압력 측정 플러그의 제2 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2는 연소 기관을 위한 압력 측정 플러그(100)의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다. 압력 측정 플러그(100)는 플러그 몸체(102) 및 링 형상 감지 구조물(104)을 포함한다. 스파크 플러그(106)가 압력 측정 플러그(100) 내에 제거가능하게 위치하게 된다. 압력 측정 플러그(100)는, 렌치로 압력 측정 플러그의 장착을 가능하게 하기 위해 육각형 둘레부(hexagonal periphery)를 갖도록 제공되는 하우징(108)을 더 포함한다.
플러그 몸체(102)는 연소 기관의 실린더 헤드 속으로 플러그 몸체(102)를 장착하기 위한 수나사(102A)를 포함한다. 플러그 몸체(102)는 베이스 부재(102B) 및 수나사를 포함하는 나사가공된 부재(102C)를 포함한다. 베이스 부재(102B)의 일부분이 나사가공된 부재(102C)의 관통구멍 내부로 연장된다.
링 형 감지 구조물(104)은 외부 섹션(104A), 내부 코어(104B) 및 다이어프램(104D)을 포함한다. 다이어프램(104D)은 내부 코어(104B)를 외부 섹션(104A)에 움직일 수 있게 연결한다. 외부 섹션(104A)은 플러그 몸체(102)의 근위 단부에 부착된다. 이 실시예에서, 근위 단부는 베이스 부재(102B)의 일부분이다. 나사가공된 플러그 몸체(102)를 경유하여, 외부 섹션(104A)이 기관 헤드의 구멍 내에 견고하게 장착될 수 있다. 링 형 감지 구조물(104)의 외측 직경은 플러그 몸체(102)의 나사의 직경 보다 더 크다. 내부 코어(104B)는 로드 형상 부품(106)을 수용하기 위한 관통구멍(104C)을 포함한다. 링 형 감지 구조물(104)의 관통구멍(104C)은, 나사가공된 플러그 몸체(102)의 원통 축과 정렬되는 원통 축(105)을 구비한다. 내부 코어(104B)는 로드 형상 부품의 설치를 위한 암나사(104B1)를 포함한다. 도 1에서, 스파크 플러그 형태의 로드 형상 부품(106)이 내부 코어(104B)의 관통구멍(104C) 내에 장착된다. 로드-형상 부품(106)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 수나사(106B1)를 포함한다. 로드 형상 부품(106)은 육각형 둘레부(106B4)를 더 포함한다.
압력 측정 플러그는 원통형 몸체 부재(140)를 더 포함한다. 일단부에서, 원통형 몸체 부재(140)는 내부 코어(104B)에 용접에 의해 견고하게 부착된다. 원통형 몸체 부재(140)는 플러그 몸체(102)의 나사가공된 몸체 부재(102C) 내부로 적어도 부분적으로 연장된다. 원통형 몸체 부재(140)의 내부 표면(140A)은 밀봉 윤곽(140B)을 포함한다. 밀봉 윤곽(140B)은 원뿔 형상을 구비하고 압력 밀봉 영역을 제공한다. 대응하는 밀봉 윤곽을 구비하는 로드 형상 부품(106)이 압력 측정 플러그 내에 나사결합될 때, 원뿔형 표면들은 함께 압축되고 높은 압력 밀봉을 제공한다. 링 형상 감지 구조물(104) 및 원통형 몸체 부재(140)는 하나의 재료 조각으로 제작될 수 있다.
압력 측정 플러그(100)는 환형 멤브레인(150)을 더 포함한다. 환형 멤브레인(150)은 연소 기관의 실린더 내의 연소 가스들로부터 다이어프램(104D)을 보호한다. 환형 멤브레인의 제1 테두리는 플러그 몸체(102)에 용접된다. 환형 멤브레인의 제2 테두리는 원통형 몸체 부재(140)에 용접된다. 이러한 방식으로, 원통형 몸체 부재와 플러그 몸체 사이의 밀봉이 제공된다.
플러그 몸체(102)의 수나사(102A)는 제1 원통 축을 구비하고, 랑 형상 감지 구조물(104)의 암나사(104B1)는 제2 원통 축을 구비한다. 제1 실시예에서, 제1 원통 축 및 제2 원통 축은 정렬된다. 나아가, 축 방향에서, 수나사(102A) 및 암나사(104B1)는 중첩되지 않는다. 달리 표현하면, 두 개의 나사는 축방향으로 나란하게 위치하게 된다. 이러한 구조는 나사가공된 플러그 몸체 내의 개구부의 직경을 감소시킬 수 있도록 하며, 스테인리스 강철 멤브레인(150)을 위한 설치 공간을 위한 공간을 나사가공된 플러그 몸체(102) 내에 제공한다. 이러한 방식으로, 전통적인 스파크 플러그에 대응하는 치수들을 구비하는 나사가공된 플러그 몸체(102)를 갖는 압력 측정 플러그가 획득될 수 있다.
환형 멤브레인(150)은 압력 감지 구조물(104)로부터 거리를 두고 플러그 몸체(102) 내에 위치하게 된다. 이는, 다이어프램(104D), 다이어프램에 부착되는 스트레인 게이지들(strain gauges) 및 플러그(100)의 하우징(108) 내부에 위치하게 되는 전자 기기들(110)의 최대 온도를 감소시킬 수 있도록 한다. 또한 스파크 플러그 특정 작동 온도를 구비할 때 최적으로 작동한다는 것이 확인되었다. 멤브레인(150)의 위치에서 이러한 특정 작동 온도를 획득하기 위해, 환형 멤브레인은 원위 단부로부터, 다시 말해 플러그 몸체(102)의 연소 챔버를 바라보는 단부로부터 사전한정된 거리를 구비해야 한다. 이러한 거리는, 뜨거운 연소 가스들과 접촉하는 스파크 플러그의 표면을 한정하고, 압력 측정 플러그의 더 낮은 온도에 의해 냉각되는 표면을 한정한다.
도 1 및 도 2는, 압력 측정 플러그의 플러그 축(105)을 따라, 원통형 몸체 부재(140)의 밀봉 윤곽(140B)이 링 형상 감지 구조물(104)의 내부 코어(104B)와 환형 멤브레인(150) 사이에 위치하게 된다는 것을, 보여준다.
도 4는 압력 측정 플러그(100)의 제2 실시예를 도시한 단면도이다. 이 실시예는, O-링(155)이 로드 형상 부품(106)과 원통형 몸체 부재(140) 사이의 밀봉을 제공하기 위해 사용된다는 점에서, 제1 실시예와 다르다.
압력 측정 플러그(100)는 다음과 같이 기능한다. 링 형상 감지 구조물(104)은, 내부 코어(104B)가 링 형상 감지 구조물(104)의 원통 축(105)을 따라 외부 섹션(104A)에 대해 상대적으로 움직이는 것을, 허용한다. 압력 측정 플러그(100) 및 로드 형상 부품(106)의 모든 구성요소의 원통 축들이 일치하며, 따라서 단 하나의 참조 부호(105)만이 개별적인 구성요소들 모두의 원통 축을 나타내도록 사용된다는 것을 알아야 한다. 내부 코어(104B) 및 외부 섹션(104A) 사이의 다이어프램(104D)은, 로드 형상 부품이 연소 챔버 내부의 연소 가스의 압력 변화들의 영향 하에서 압력 측정 플러그 내에서 위아래(107)로 이동하는 것을, 허용한다. 이동은, 내부 코어(104B) 및 견고한 외부 섹션(104A) 사이의 다리역할을 하는 것인, 다이어프램 내에 변형(strain)을 야기한다. 변형은, 나사가공된 몸체 부재를 외면하는 링 형상 감지 구조물의 표면 상에 부착되는, 스트레인 게이지들(미도시)에 의해 측정된다. 압전 저항성 요소들인 스트레인 게이지들은 다이어프램 내의 변형을 저항 변화로 번역한다. 저항은 휘트스톤 브리지에 의해 전압 차이로 번역된다. 전압은, 인쇄회로기판(110) 상에 장착되는 특정 용도용 집적 회로(ASIC)에 의해 보정되고 증폭된다.
스파크 플러그(106) 형태의 로드 형상 부품은 중앙 전극(106A), 절연 코어(106C) 및 외부 몸체(106B)를 포함한다. 통상 세라믹 재료로 만들어지는 절연 코어(106C)는, 중앙 전극(106A)과 외부 몸체(106B) 사이의 전기적 절연을 형성한다. 외부 몸체(106B)는 접지 전극(106B2)을 포함한다. 외부 몸체(106B)는, 감지 구조물(104)의 관통구멍 내에 스파크 플러그를 견고하게 부착하기 위해 그리고 연소 가스들로부터 압력 측정 플러그(100)의 전자 기기들을 보호하기 위한 밀봉을 형성하기 위해, 링 형상 감지 구조물(104)과 협력하도록 구성된다.
압력 측정 플러그의 관통 구멍(104C)은, 암나사를 포함하는 내부 코어(104B)로부터 연소 챔버와 직면하는 원통형 몸체 부재(140)의 단부 쪽으로 갈수록, 좁아진다. 이는, 플러그가 실린더 헤드 속으로 장착될 때, 압력 측정 플러그가 로드 형상 부품을 수용하는 것을, 허용한다.
본 발명은 압력 센서 및 스파크 플러그와 같은 제2 기능을 하나의 플러그로 통합하지 않는 반면, 압력 측정 플러그가 기관 헤드 내의 기존의 스파크 플러그 개구부 내부에 먼저 배치될 수 있는 구조를 제공한다. 이어서, 압력 측정 플러그의 암나사가 제2 기능을 실행하는 로드 형상 부품을 장착하기 위해 사용된다.
로드 형상 부품이 스파크 플러그인 경우에, 압력 측정 플러그의 강철 몸체 부재들은 스파크 플러그의 접지로서 역할을 한다. 그러함에 따라, 스파크 플러그와 기관 헤드 사이에 직접적인 전기적 연결이 없다. 압력 감지 구조물은 스파크 플러그의 외부 몸체(106B)를, 기관 헤드와 전기적으로 접촉하는, 나사가공된 플러그 몸체(102)에 전기적으로 결합한다. 따라서, 스파크로 인한 전류가 압력 감지 구조물(104)을 통해 흐르고, 스트레인 게이지들에 의해 생성되는 신호를 교란할 것이다. 그러나, 스파크로 인한 전류는 시간적으로 매우 짧고, 스파크의 순간은 자동차 관리 시스템에 의해 알려지게 되며, 자동차 관리 시스템의 소프트웨어는 압력 측정 플러그에 의해 생성되는 압력 신호에서 스파크로 인한 왜곡(distortion)을 제거하도록 그리고 기관을 제어하기에 적당한 압력 신호를 획득하도록 할 수 있다.
센서가 로드 형상 부품(106) 및 기관 헤드 사이에서 압축되지 않는다는 사실은 이력 현상에 대해 자유로운 해결책을 제공한다. 본 발명은 압력 측정 플러그 및 로드 형상 부품 모두의 응력에 대해 자유로운 조립체를 제공한다. 나아가, 본 발명은 연소 가스들의 높은 온도에 덜 민감한 구조를 제공한다. 이러한 구조는 압력 측정 플러그를 교환해야 할 필요 없이 스파크 플러그의 정상적인 배치를 허용한다.
연소 기관의 스파크 플러그를 교체하는 방법은, 연소 기관의 실린더 헤드 내부에 장착되는, 이상에서 설명한 압력 측정 플러그 밖으로 스파크 플러그를 나사결합 해제하는 단계; 및 새로운 스파크 플러그를 압력 측정 플러그 속으로 나사결합하는 단계를 포함한다.
이상의 설명에서, 스파크 플러그 형태의 로드 형상 부품은 압력 측정 플러그와 조합으로 설명된다. 다른 로드 형상 부품들이 압력 측정 플러그와 조합으로 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 로드 형상 부품들의 일부 다른 예들은, 예열 플러그, 플러그 형태의 온도 센서, 플러그 형태의 유동 센서 및 더미 플러그(dummy plug)이다.
비록 본 발명은 몇몇의 실시예에 관하여 설명되었지만, 변경들, 수정들, 치환들 및 그들의 균등물들이 명세서를 읽고 도면들을 학습한 당업자에게 명백해질 것이라고, 예상된다. 본 발명은 예시된 실시예들에 제한되지 않는다. 변화들이 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다.

Claims (22)

  1. 연소 기관용 압력 측정 플러그(100)로서,
    수나사(102A)를 포함하는 플러그 몸체(102)로서, 상기 수나사는 상기 연소 기관의 실린더 헤드 내에 플러그 몸체(102)를 장착하기 위한 것인, 플러그 몸체;
    외부 섹션(104A) 및 내부 코어(104B)를 포함하는 링 형상 감지 구조물(104)로서, 상기 플러그 몸체(102)의 근위 단부가 상기 외부 섹션에 부착되고, 상기 내부 코어(104B)는 로드 형상 부품(106)을 수용하기 위한 관통구멍(104C)을 포함하며, 상기 링 형상 감지 구조물(104)은 상기 내부 코어(104B)를 상기 외부 섹션(104A)에 이동 가능하게 연결하는 다이어프램(104D)을 포함하며, 상기 다이어프램은 상기 내부 코어(104B)가 상기 링 형상 감지 구조물(104)의 원통 축(105)을 따라 상기 외부 섹션(104A)에 대해 상대적으로 이동하게 하는 것인, 링 형상 감지 구조물; 및
    일단부에서 상기 내부 코어(104B)에 부착되고, 상기 플러그 몸체(102) 내로 적어도 부분적으로 연장되는 원통형 몸체 부재(140)
    를 포함하고,
    상기 내부 코어(104B)는, 수나사를 갖는 상기 로드 형상 부품(106)을 상기 관통구멍(104C) 내부에 장착하기 위한, 암나사(104B1)를 포함하고, 상기 압력 측정 플러그(100)의 관통구멍(104C)은 상기 내부 코어(104B)로부터 상기 원통형 몸체 부재(140)의 단부를 향해 좁아지는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 측정 플러그는, 상기 압력 측정 플러그가 상기 실린더 헤드 내에 장착될 때, 상기 로드 형상 부품을 수용하도록 구성되는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 로드 형상 부품은 스파크 플러그인 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 플러그 몸체의 수나사는 제1 원통 축을 구비하고, 상기 내부 코어의 암나사는 상기 제1 원통 축과 정렬되는 제2 원통 축을 구비하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 플러그 몸체는 베이스 부재 및 나사가공된 부재를 포함하며, 상기 링 형상 감지 구조물은 상기 베이스 부재의 단부에 부착되고, 상기 베이스 부재의 반대쪽 단부는 상기 나사가공된 부재 내에 위치하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 원통형 몸체 부재의 내부 표면이, 상기 압력 측정 플러그와 상기 로드 형상 부품 사이의 밀봉을 제공하기 위한 밀봉 윤곽을 구비하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 플러그 몸체의 수나사 및 상기 내부 코어의 암나사는 축 방향에서 중첩되지 않는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 플러그 몸체는 베이스 부재 및 나사가공된 부재를 포함하며, 상기 링 형상 감지 구조물은 상기 베이스 부재의 단부에 부착되고, 상기 베이스 부재의 반대쪽 단부는 상기 나사가공된 부재 내에 위치하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 원통형 몸체 부재의 내부 표면이, 상기 압력 측정 플러그와 상기 로드 형상 부품 사이의 밀봉을 제공하기 위한 밀봉 윤곽을 구비하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 플러그 몸체는 베이스 부재 및 나사가공된 부재를 포함하며, 상기 링 형상 감지 구조물은 상기 베이스 부재의 단부에 부착되고, 상기 베이스 부재의 반대쪽 단부는 상기 나사가공된 부재 내에 위치하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 원통형 몸체 부재의 내부 표면이, 상기 압력 측정 플러그와 상기 로드 형상 부품 사이의 밀봉을 제공하기 위한 밀봉 윤곽을 구비하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 원통형 몸체 부재의 내부 표면이, 상기 압력 측정 플러그와 상기 로드 형상 부품 사이의 밀봉을 제공하기 위한 밀봉 윤곽을 구비하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 밀봉 윤곽은 원뿔형인 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 압력 측정 플러그는 환형 멤브레인을 더 포함하고,
    상기 원통형 몸체 부재와 상기 플러그 몸체 사이의 밀봉을 제공하기 위해, 상기 환형 멤브레인의 제1 테두리가 상기 플러그 몸체에 용접되고, 상기 환형 멤브레인의 제2 테두리가 상기 원통형 몸체 부재에 용접되는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 환형 멤브레인은 상기 플러그 몸체 내에 위치하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 로드 형상 부품은 온도에 의존하는 작동 특성들을 갖고,
    상기 환형 멤브레인은 상기 로드 형상 부품의 온도를 조절하기 위해 상기 플러그 몸체의 원위 단부로부터 이격되는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 압력 측정 플러그의 플러그 축을 따라, 상기 밀봉 윤곽은, 상기 링 형상 감지 구조물과 상기 환형 멤브레인 사이에 위치하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 압력 측정 플러그는, 상기 로드 형상 부품과 상기 원통형 몸체 부재 사이의 밀봉을 제공하는 O-링을 더 포함하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  19. 삭제
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 외부 섹션, 내부 코어, 및 플러그 몸체는, 상기 원통 축을 따르는 상기 내부 코어의 변위를 위해 상기 원통 축과 동심으로 놓이는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 링 형상 감지 구조물은, 상기 실린더 헤드 내의 압력에 응답하는 이동을 감지하기 위해, 상기 다이어프램에 부착된 스트레인 게이지에 응답하는 것인, 연소 기관용 압력 측정 플러그.
  22. 연소 기관의 스파크 플러그(106)를 교체하는 방법으로서,
    압력 측정 플러그(100)로부터 스파크 플러그(106)를 제거하는 단계로서, 상기 압력 측정 플러그는,
    수나사(102A)를 구비하는 플러그 몸체(102)로서, 상기 수나사는 상기 연소 기관의 실린더 헤드 내에 상기 플러그 몸체를 장착하기 위한 것인, 플러그 몸체,
    외부 섹션(104A) 및 내부 코어(104B)를 포함하는 링 형상 감지 구조물(104)로서, 상기 플러그 몸체(102)의 근위 단부가 상기 외부 섹션에 부착되고, 상기 내부 코어(104B)는 스파크 플러그(106)를 수용하기 위한 관통구멍(104C)을 구비하며, 상기 링 형상 감지 구조물(104)은 상기 내부 코어(104B)를 상기 외부 섹션(104A)에 이동 가능하게 연결하는 다이어프램(104D)을 포함하고, 상기 다이어프램은 상기 내부 코어(104B)가 상기 링 형상 감지 구조물(104)의 원통 축(105)을 따라 상기 외부 섹션(104A)에 대해 상대적으로 이동하게 하는 것인, 링 형상 감지 구조물, 및
    일단부에서 상기 내부 코어(104B)에 부착되고, 상기 플러그 몸체(102) 내로 적어도 부분적으로 연장되는 원통형 몸체 부재(140)
    를 포함하고,
    상기 내부 코어(104B)는, 수나사를 갖는 스파크 플러그(106)를 상기 관통구멍(104C) 내부에 장착하기 위한 암나사(104B1)를 포함하며, 상기 압력 측정 플러그(100)의 관통구멍(104C)은 상기 내부 코어(104B)로부터 상기 원통형 몸체 부재(140)의 단부를 향해 좁아지고,
    상기 압력 측정 플러그(100)는 상기 연소 기관의 실린더 헤드 내에 장착되는 것인, 스파크 플러그를 제거하는 단계; 그리고
    상기 압력 측정 플러그(100) 내로 새로운 스파크 플러그(106)를 삽입하는 단계
    를 포함하는 연소 기관의 스파크 플러그를 교체하는 방법.
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