JP3141218B2 - 圧力センサ内蔵スパークプラグ - Google Patents
圧力センサ内蔵スパークプラグInfo
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関に装着され
る圧力センサ内蔵スパークプラグ、特に主体金具胴部に
配置される圧力センサの密閉構造に関する。
る圧力センサ内蔵スパークプラグ、特に主体金具胴部に
配置される圧力センサの密閉構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃機関の高性能化に伴って高回
転、高圧縮時における正確な点火時期が要求され、この
ため内燃機関の燃焼室内での正確な点火時期及び燃焼状
態を実現すべく、内燃機関に装着されるスパークプラグ
に圧力センサを内蔵し、燃焼室内のノッキング等を検知
し、点火時期などを制御してなるもの（実開昭５９−１
６０８７号等）が提案されているが、このスパークプラ
グに内蔵される圧力センサにおいては、圧力センサを構
成する圧電素子から生じる信号を点火時期等を制御する
ＣＰＵに伝達するにあたって電極板等を介して信号の伝
達を行なうので、圧力センサ自体の気密性が要求される
ことになり、この気密性を達成すべく、圧力センサを金
属ケース内に収納し、この圧力センサを内蔵する金属ケ
ースをシーム溶接により主体金具の胴部に接合、固定し
てなるもの（実開昭６３−１７１９８８号）や、或は圧
力センサを樹脂等のモールド材と共に金属ケース内に封
入し、主体金具にシーム溶接によって接合固定されるフ
ランジ環を介して、上記ケースを固定してなるもの（特
公平２−５４６３７号）が提案されている。
転、高圧縮時における正確な点火時期が要求され、この
ため内燃機関の燃焼室内での正確な点火時期及び燃焼状
態を実現すべく、内燃機関に装着されるスパークプラグ
に圧力センサを内蔵し、燃焼室内のノッキング等を検知
し、点火時期などを制御してなるもの（実開昭５９−１
６０８７号等）が提案されているが、このスパークプラ
グに内蔵される圧力センサにおいては、圧力センサを構
成する圧電素子から生じる信号を点火時期等を制御する
ＣＰＵに伝達するにあたって電極板等を介して信号の伝
達を行なうので、圧力センサ自体の気密性が要求される
ことになり、この気密性を達成すべく、圧力センサを金
属ケース内に収納し、この圧力センサを内蔵する金属ケ
ースをシーム溶接により主体金具の胴部に接合、固定し
てなるもの（実開昭６３−１７１９８８号）や、或は圧
力センサを樹脂等のモールド材と共に金属ケース内に封
入し、主体金具にシーム溶接によって接合固定されるフ
ランジ環を介して、上記ケースを固定してなるもの（特
公平２−５４６３７号）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ものにおいて、実開昭６３−１７１９８８号のように、
圧力センサを金属ケース内に収納し、この圧力センサを
内蔵する金属ケースをシーム溶接により主体金具の胴部
に接合、固定してなるものや、特公平２−５４６３７号
のように、圧力センサを樹脂等のモールド材と共に金属
ケース内に封入し、主体金具にシーム溶接によって接合
固定されるフランジ環を介して、上記ケースを固定して
なるものの場合、圧電素子等から構成される圧力センサ
を収納する金属ケース内へはリード線の取り出し部のみ
しかないことから、その圧力センサを収納する金属ケー
スの気密性は十分に確保されるものとなるが、圧力セン
サ自体の構成が複雑なものとなるので作業性が低下し、
大量に生産されるスパークプラグの作業工程においては
非常に不利なものとなる欠点がある。
ものにおいて、実開昭６３−１７１９８８号のように、
圧力センサを金属ケース内に収納し、この圧力センサを
内蔵する金属ケースをシーム溶接により主体金具の胴部
に接合、固定してなるものや、特公平２−５４６３７号
のように、圧力センサを樹脂等のモールド材と共に金属
ケース内に封入し、主体金具にシーム溶接によって接合
固定されるフランジ環を介して、上記ケースを固定して
なるものの場合、圧電素子等から構成される圧力センサ
を収納する金属ケース内へはリード線の取り出し部のみ
しかないことから、その圧力センサを収納する金属ケー
スの気密性は十分に確保されるものとなるが、圧力セン
サ自体の構成が複雑なものとなるので作業性が低下し、
大量に生産されるスパークプラグの作業工程においては
非常に不利なものとなる欠点がある。
【０００４】そこで、この発明は上記従来のものの持つ
欠点を改善するものであり、簡単な構造により、耐水性
に優れた圧力センサを内蔵するスパークプラグを提供し
ようとするものである。
欠点を改善するものであり、簡単な構造により、耐水性
に優れた圧力センサを内蔵するスパークプラグを提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために、絶縁体を固
持する主体金具の胴部座面においてガスケットの端子電
極方向である上部に配置され、断面Ｌ字形状の環状の金
属ケース内で板パッキン上に圧電素子、電極板及び絶縁
板を積層した上、この電極板より、主体金具胴部端子電
極方向である上方に穿設する貫通孔を通して電気信号を
取り出すリード線に接続して構成される環状の圧力セン
サであって、上記圧力センサを構成するパッキン、圧電
素子、電極板及び絶縁板を保持する断面Ｌ字形状の金属
ケースの全周に渡り端子電極及び接地電極方向である上
下端縁又は、接地電極方向である下端縁と側面中間部を
主体金具胴部に対して、レーザー溶接或は電子ビーム溶
接により一体に接合した上で、主体金具胴部において、
前記リード線が貫通する貫通孔を、シリコンゴム、フロ
ロシリコンゴム、エポキシ系の接着剤により充填し、密
閉する事を特徴とするものである。
持する主体金具の胴部座面においてガスケットの端子電
極方向である上部に配置され、断面Ｌ字形状の環状の金
属ケース内で板パッキン上に圧電素子、電極板及び絶縁
板を積層した上、この電極板より、主体金具胴部端子電
極方向である上方に穿設する貫通孔を通して電気信号を
取り出すリード線に接続して構成される環状の圧力セン
サであって、上記圧力センサを構成するパッキン、圧電
素子、電極板及び絶縁板を保持する断面Ｌ字形状の金属
ケースの全周に渡り端子電極及び接地電極方向である上
下端縁又は、接地電極方向である下端縁と側面中間部を
主体金具胴部に対して、レーザー溶接或は電子ビーム溶
接により一体に接合した上で、主体金具胴部において、
前記リード線が貫通する貫通孔を、シリコンゴム、フロ
ロシリコンゴム、エポキシ系の接着剤により充填し、密
閉する事を特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記の構成を具えるので、スパークプラグを構
成する主体金具の胴部座面においてガスケットの端子電
極方向である上部に圧力センサを配置するにあたって
は、主体金具の胴部にリード線が貫通する貫通孔を穿設
すると共に、この貫通孔にリード線を通す一方、板パッ
キン上に圧電素子、このリード線に接続する電極板、絶
縁板を積層してなる圧力センサ本体を、断面Ｌ字形状の
環状の金属ケース内に収納、保持した上、上記金属ケー
スの全周に渡り端子電極及び接地電極方向である上下端
縁又は、接地電極方向である下端縁と側面中間部を主体
金具胴部に対して、レーザー溶接或は電子ビーム溶接に
より一体に接合することにより、圧力センサ本体を収
納、保持する金属ケース内への水等の浸入口は主体金具
に穿設され、リード線が貫通する貫通孔のみとなり、水
等の浸入を極力抑制することが可能になるので、圧力セ
ンサ本体を収納、保持する金属ケース内での気密性は十
分に維持することができるものである。
成する主体金具の胴部座面においてガスケットの端子電
極方向である上部に圧力センサを配置するにあたって
は、主体金具の胴部にリード線が貫通する貫通孔を穿設
すると共に、この貫通孔にリード線を通す一方、板パッ
キン上に圧電素子、このリード線に接続する電極板、絶
縁板を積層してなる圧力センサ本体を、断面Ｌ字形状の
環状の金属ケース内に収納、保持した上、上記金属ケー
スの全周に渡り端子電極及び接地電極方向である上下端
縁又は、接地電極方向である下端縁と側面中間部を主体
金具胴部に対して、レーザー溶接或は電子ビーム溶接に
より一体に接合することにより、圧力センサ本体を収
納、保持する金属ケース内への水等の浸入口は主体金具
に穿設され、リード線が貫通する貫通孔のみとなり、水
等の浸入を極力抑制することが可能になるので、圧力セ
ンサ本体を収納、保持する金属ケース内での気密性は十
分に維持することができるものである。
【０００７】更に、水等の浸入口となり得るのは、リー
ド線の貫通する主体金具の胴部の貫通孔をシリコンゴ
ム、フロロシリコンゴム、エポキシ系の接着剤により充
填し、密閉することにより、より確実にレーザー溶接或
は電子ビーム溶接により一体に主体金具に接合し、圧力
センサ本体を収納、保持する金属ケース内での気密性の
維持を向上させることを可能とすることができる。
ド線の貫通する主体金具の胴部の貫通孔をシリコンゴ
ム、フロロシリコンゴム、エポキシ系の接着剤により充
填し、密閉することにより、より確実にレーザー溶接或
は電子ビーム溶接により一体に主体金具に接合し、圧力
センサ本体を収納、保持する金属ケース内での気密性の
維持を向上させることを可能とすることができる。
【０００８】
【実施例】この発明を図に示す実施例により更に説明す
る。（１）は、この発明の実施例である圧力センサ内蔵
スパークプラグであり、この圧力センサ内蔵スパークプ
ラグ（１）は、軸孔（４）の先端に中心電極（５）を保
持すると共に、その内部に導電性ガラスシール（６）に
よって挟持された抵抗体（７）及びその後端には端子電
極（８）を封入してなる絶縁体（２）と、先端におい
て、上記絶縁体（２）に保持される中心電極（４）の先
端の対向する位置に接地電極（１０）を有し、その胴部
（１１）の座面においては、胴部（１１）に穿設する貫
通孔（１２）に貫通するリード線（１３）に接続する圧
力センサ（１４）を配置してなる主体金具（９）から構
成されるものである。
る。（１）は、この発明の実施例である圧力センサ内蔵
スパークプラグであり、この圧力センサ内蔵スパークプ
ラグ（１）は、軸孔（４）の先端に中心電極（５）を保
持すると共に、その内部に導電性ガラスシール（６）に
よって挟持された抵抗体（７）及びその後端には端子電
極（８）を封入してなる絶縁体（２）と、先端におい
て、上記絶縁体（２）に保持される中心電極（４）の先
端の対向する位置に接地電極（１０）を有し、その胴部
（１１）の座面においては、胴部（１１）に穿設する貫
通孔（１２）に貫通するリード線（１３）に接続する圧
力センサ（１４）を配置してなる主体金具（９）から構
成されるものである。
【００１０】そして、この主体金具（９）の胴部（１
１）の座面に配置される圧力センサ（１４）は、絶縁体
（２）を固持する主体金具（９）の胴部（１１）におい
てガスケット（２６）の端子電極（８）方向である上部
に配置されると共に、断面Ｌ字形状の環状の金属ケース
（２０）内で板パッキン（１６）上に圧電素子（１
７）、電極板（１８）及び絶縁板（１９）を積層した
上、この電極板（１８）より、主体金具（９）の胴部
（１１）端子電極（８）方向である上方に穿設する貫通
孔（１２）を通して電気信号を取り出してなるリード線
（１３）に接続して構成される環状の圧力センサ（１
４）において、上記圧力センサ本体（１５）を構成する
板パッキン（１６）、圧電素子（１７）、電極板（１
８）及び絶縁板（１９）からなる圧力センサ本体（１
５）を保持する断面Ｌ字形状の金属ケース（２０）の全
周に渡り端子電極（８）及び接地電極（１０）方向であ
る上下端縁（２１）（２２）を主体金具（９）の胴部
（１１）に対して、レーザー溶接或は電子ビーム溶接等
により一体に接合してなるものである。
１）の座面に配置される圧力センサ（１４）は、絶縁体
（２）を固持する主体金具（９）の胴部（１１）におい
てガスケット（２６）の端子電極（８）方向である上部
に配置されると共に、断面Ｌ字形状の環状の金属ケース
（２０）内で板パッキン（１６）上に圧電素子（１
７）、電極板（１８）及び絶縁板（１９）を積層した
上、この電極板（１８）より、主体金具（９）の胴部
（１１）端子電極（８）方向である上方に穿設する貫通
孔（１２）を通して電気信号を取り出してなるリード線
（１３）に接続して構成される環状の圧力センサ（１
４）において、上記圧力センサ本体（１５）を構成する
板パッキン（１６）、圧電素子（１７）、電極板（１
８）及び絶縁板（１９）からなる圧力センサ本体（１
５）を保持する断面Ｌ字形状の金属ケース（２０）の全
周に渡り端子電極（８）及び接地電極（１０）方向であ
る上下端縁（２１）（２２）を主体金具（９）の胴部
（１１）に対して、レーザー溶接或は電子ビーム溶接等
により一体に接合してなるものである。
【００１１】更に、圧力センサ本体（１５）を構成する
電極板（１８）より電気信号を取り出すリード線（１
３）が貫通する主体金具（９）の胴部（１１）の貫通孔
（１２）をシリコンゴム、フロロシリコンゴム、エポキ
シ系の接着剤（２３）により充填し、密閉してなるもの
である
電極板（１８）より電気信号を取り出すリード線（１
３）が貫通する主体金具（９）の胴部（１１）の貫通孔
（１２）をシリコンゴム、フロロシリコンゴム、エポキ
シ系の接着剤（２３）により充填し、密閉してなるもの
である
【００１２】この発明は以上の構成を具えるので、圧力
センサ内蔵スパークプラグ（１）を構成する主体金具
（９）の胴部（１１）の座面に圧力センサ（１４）を配
置するにあたっては、主体金具（９）の胴部（１１）に
リード線（１３）が貫通する貫通孔（１２）を穿設する
と共に、この貫通孔（１２）にリード線（１３）を通す
一方、板パッキン（１６）上に圧電素子（１７）、又こ
の上記リード線（１３）に接続する電極板（１８）、絶
縁板（１９）を積層してなる圧力センサ本体（１５）
を、断面Ｌ字形状の環状の金属ケース（２０）内に収
納、保持した上、上記金属ケース（２０）の全周上下端
縁（２１）（２２）を、この圧力センサ（１４）が配置
される主体金具（９）の胴部（１１）に対して、レーザ
ー溶接或は電子ビーム溶接等により一体に接合すること
により、圧力センサ本体（１５）を収納、保持する金属
ケース（２０）内への水等の浸入口は主体金具（９）に
穿設され、リード線（１３）が貫通する貫通孔（１２）
のみとなり、水等の浸入を極力抑制することが可能にな
るので、圧力センサ本体（１５）を収納、保持する金属
ケース（２０）内での気密性は十分に維持することがで
きるものである。
センサ内蔵スパークプラグ（１）を構成する主体金具
（９）の胴部（１１）の座面に圧力センサ（１４）を配
置するにあたっては、主体金具（９）の胴部（１１）に
リード線（１３）が貫通する貫通孔（１２）を穿設する
と共に、この貫通孔（１２）にリード線（１３）を通す
一方、板パッキン（１６）上に圧電素子（１７）、又こ
の上記リード線（１３）に接続する電極板（１８）、絶
縁板（１９）を積層してなる圧力センサ本体（１５）
を、断面Ｌ字形状の環状の金属ケース（２０）内に収
納、保持した上、上記金属ケース（２０）の全周上下端
縁（２１）（２２）を、この圧力センサ（１４）が配置
される主体金具（９）の胴部（１１）に対して、レーザ
ー溶接或は電子ビーム溶接等により一体に接合すること
により、圧力センサ本体（１５）を収納、保持する金属
ケース（２０）内への水等の浸入口は主体金具（９）に
穿設され、リード線（１３）が貫通する貫通孔（１２）
のみとなり、水等の浸入を極力抑制することが可能にな
るので、圧力センサ本体（１５）を収納、保持する金属
ケース（２０）内での気密性は十分に維持することがで
きるものである。
【００１３】更に、水等の金属ケース（２０）内への浸
入口となり得るのは、リード線（１３）の貫通する主体
金具（９）の胴部（１１）の貫通孔（１２）であり、こ
の貫通孔（１２）をシリコンゴム、フロロシリコンゴ
ム、エポキシ系の接着剤等（２３）によって充填し、密
閉することにより、より確実にレーザー溶接或は電子ビ
ーム溶接等により一体に主体金具（９）の胴部（１１）
に接合、固定され、圧力センサ本体（１５）を収納、保
持する金属ケース（２０）内での気密性を向上させるこ
とを可能とすることができる。
入口となり得るのは、リード線（１３）の貫通する主体
金具（９）の胴部（１１）の貫通孔（１２）であり、こ
の貫通孔（１２）をシリコンゴム、フロロシリコンゴ
ム、エポキシ系の接着剤等（２３）によって充填し、密
閉することにより、より確実にレーザー溶接或は電子ビ
ーム溶接等により一体に主体金具（９）の胴部（１１）
に接合、固定され、圧力センサ本体（１５）を収納、保
持する金属ケース（２０）内での気密性を向上させるこ
とを可能とすることができる。
【００１４】なお、図３に示すように、圧力センサ本体
（１５）を収納する金属ケース（２０）の端縁（２１）
をスパークプラグ（１）の軸方向に延長することによ
り、主体金具（９）の胴部（１１）の表面との間に空間
（２４）が形成され、この空間（２４）に対してシリコ
ンゴム等のポッティング（２５）を施すことが可能であ
り、より安価に気密性を維持することができるようにな
るものである。この場合、溶接箇所は金属ケースの下端
縁（２２）と側面中間部（２７）を貫通して主体金具
（９）の胴部（１１）に溶接させてなる。
（１５）を収納する金属ケース（２０）の端縁（２１）
をスパークプラグ（１）の軸方向に延長することによ
り、主体金具（９）の胴部（１１）の表面との間に空間
（２４）が形成され、この空間（２４）に対してシリコ
ンゴム等のポッティング（２５）を施すことが可能であ
り、より安価に気密性を維持することができるようにな
るものである。この場合、溶接箇所は金属ケースの下端
縁（２２）と側面中間部（２７）を貫通して主体金具
（９）の胴部（１１）に溶接させてなる。
【００１５】
【発明の効果】以上のとおり、圧力センサ本体を内蔵す
る断面Ｌ字形状の環状の金属ケースの全周に渡り端子電
極及び接地電極方向である上下端縁又は接地電極方向で
ある下端縁と側面中間部を主体金具の胴部にレーザー溶
接或は電子ビーム溶接により一体に接合することで固定
し、更にリード線の貫通する主体金具胴部の貫通孔に対
してシリコンゴム、フロロシリコンゴム、エポキシ系の
接着剤を充填し、密閉することにより、簡単にしかも確
実に圧力センサ内の気密性を向上させることができる優
れた効果を有するものである。
る断面Ｌ字形状の環状の金属ケースの全周に渡り端子電
極及び接地電極方向である上下端縁又は接地電極方向で
ある下端縁と側面中間部を主体金具の胴部にレーザー溶
接或は電子ビーム溶接により一体に接合することで固定
し、更にリード線の貫通する主体金具胴部の貫通孔に対
してシリコンゴム、フロロシリコンゴム、エポキシ系の
接着剤を充填し、密閉することにより、簡単にしかも確
実に圧力センサ内の気密性を向上させることができる優
れた効果を有するものである。
【図１】この発明の実施例である圧力センサ内蔵スパー
クプラグの部分断面図である。
クプラグの部分断面図である。
【図２】その要部拡大断面図である。
【図３】その他の実施例の要部拡大断面図である。
１ スパークプラグ ２ 絶縁体 ３ 脚長部 ４ 軸孔 ５ 中心電極 ６ 導電性ガラスシール ７ 抵抗体 ８ 端子電極 ９ 主体金具 １０ 接地電極 １１ 胴部 １２ 貫通孔 １３ リード線 １４ 圧力センサ １５ 圧力センサ本体 １６ 板パッキン １７ 圧電素子 １８ 電極板 １９ 絶縁板 ２０ 金属ケース ２１ 上端縁 ２２ 下端縁 ２３ 接着剤 ２４ 空間 ２５ ポッティング ２６ カスケット ２７ 側面中間部
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−171988（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−171989（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−82594（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−92583（ＪＰ，Ｕ) 実公 平２−38391（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭61−21819（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01T 13/00 - 21/06
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁体を固持する主体金具の胴部座面に
おいてガスケットの端子電極方向である上部に配置さ
れ、断面Ｌ字形状の環状の金属ケース内で板パッキン上
に圧電素子、電極板及び絶縁板を積層した上、この電極
板より、主体金具胴部端子電極方向である上方に穿設す
る貫通孔を通して電気信号を取り出すリード線に接続し
て構成される環状の圧力センサであって、上記圧力セン
サを構成するパッキン、圧電素子、電極板及び絶縁板を
保持する断面Ｌ字形状の金属ケースの全周に渡り端子電
極及び接地電極方向である上下端縁又は、接地電極方向
である下端縁と側面中間部を主体金具胴部に対して、レ
ーザー溶接或は電子ビーム溶接により一体に接合した上
で、主体金具胴部において、前記リード線が貫通する貫
通孔を、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、エポキシ
系の接着剤により充填し、密閉する事を特徴とする圧力
センサ内蔵スパークプラグ
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