JPS60201231A - 内燃機関の圧力検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる
各種器具、例えば点火プラグ、グロープラグ、噴射ノズ
ル等に内装される圧力検出器に関し、特に内燃機関の燃
焼室内の圧力を検出する圧力検出器に関するものである
。

〔従来技術〕

従来、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出する圧力検出器
としては、例えば実開昭５７−２８３５１号公報に記載
のものがあるが、この圧力検出器は、内燃機関に取り付
けられる点火プラグの座面の下に設けたリング状のガス
ケット内側面に感圧素子を取り（＝Ｉけて、シリンダ内
圧力を直接測定するようにしたものであり、点火プラグ
の脱着によるリード線の断線、点火プラグ９質優に熱い
シリンダ内のガスに直接さらされるので、圧力検出部の
劣化、熱歪の影響を大きく受けるものであった。

このために、点火プラグのハウジング座面に溝を形成し
て、感圧素子をヒートインシュレータで断熱し、熱を直
接受（プないように前記構内に設けて、感圧素子にシリ
ンダ内圧力が加わるようにしたり、出力を大きくとるた
めに感圧素子を積層にしたりすることが行われている。

ところが、感圧素子、ヒートインシュレータ等を積層に
して組みイ」けることは、出力の取り出し穴の位置合せ
、組み付けにおける作業性が悪い等の問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、器具のハウジ
ング座面に形成した溝に、感圧素子、ターミナルおよび
ヒートインシュレータを一体に成形した圧力検出器を挿
入して、ダイヤフラムで押さえるように保持することに
より、装着時のリード線の断線がなく、加速度感度の影
響を少なくすると共に、組み付は容易で壊れ難い構造に
することができ、かつ燃焼ガスによる感圧素子への温度
の影響を少なくした断熱構造を有する内燃機関の圧力検
出器を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の圧力検
出器は、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる器
具のハウジング座面に溝を形成し、該溝内に設けられて
、シリンダ内圧力を検出するようにした内燃機関の圧力
検出器において、該圧力検出器が感圧素子、ターミナル
およびヒートインシュレータを一体に成形したものであ
って、前記溝内に挿入され、ハウジング座面に固定され
たダイヤフラムにより押さえつけるように保持されてい
ることを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図において説明する。第１図およ
び第２図において、１は本発明の一実施例としての器具
である点火プラグで、中心電極２、アルミナからなるイ
ンシュレータ３、薄肉鋼板からなるカシメリング１３、
銅製の気密バッキング１４およびプラグハウジング４か
ら構成され、インシュレータ３とプラグハウジング４と
はカシメリング１３および気密バッキング１４によって
気密性が保たれている。点火プラグ１は、内燃機関のシ
リンダヘッド８に、一般には銅ワッシャまたは薄肉鋼板
から作られた気密ガスケット５を用いて取り付けられ、
その先端部が燃焼室１０内に位置するようにねじ部１１
のねじ込みにより取り付けられる。その際、プラグハウ
ジング４のハウジング座面４１とシリンダヘッド８と気
密ガスケット５とによって圧力室７が形成され、該圧力
室７は燃焼室１０に、インシュレータ３とプラグハウジ
ング４との間の懐部９、プラグハウジング４に設けた圧
力導入孔４４および小幅溝４２を介して連通している。

上記４１４成において圧力検出器６は、第３図の断面図
に示すように、ヒートインシュレータ６３、ターミナル
６４、感圧素子６５、およびリード線６１がプラグハウ
ジング４のハウジング座面４１に設けたハウジング溝内
４３に挿入されるまえに以下詳述り°るＪ：うに一体に
され、挿入されたあとはこれを押さえるようにハウジン
グ座面４１に、溶接により固定されたダイヤフラム６２
によって保持されている。

ここで、ヒートインシュレータ６３は、第４図（イ）、
（ロ）に示すようにアルミナ等の無機材料の絶縁体から
なり、その一部にターミナル６４の逃がし部６３２が形
成されている。また、ターミナル６４は、ガラス、セラ
ミック等ど１ｉ５１１ｉ係数の近い低膨服係数の金属、
例えばコバール、ジュメット線等の金属であって、第５
図に示すようにターミナル部６４１と抜は止め構造部６
４２からなり、該扱【ノ止め構造部６４２は前記ターミ
ナル６４の逃がし部６３２に合せられるもので、扱は止
めをするものなら、例えばヘッダ等によりターミナル部
の一部を偏平につぶして形成してもよいし、また折り曲
げたものでもよい。さらに、感圧素子６５は、圧電体か
らなり、第６図（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように、
第６図（ロ）の圧電体６５１のＡ、８面にＡＱペースト
等の焼き付レノにより電極Ａ、８６５４．６５２を固定
され、ターミナル６４を通ず貫通孔６５３を設けて形成
されており、電極Ａ６５４と電極Ｂ６５２の間で分極が
行なわれる。電極Ａ６５４は接地側でプラグハウシング
４に接続され、電極Ｂ６５２は出力側でターミナル６４
に接続されている。

以上のような個々の構成部品であるヒートインシュレー
タ６３、ターミナル６４および感圧素子６５を一体に成
形する方法は以下のように行なわれる。即ち、まず、感
圧素子６５の出力側またはヒートインシュレータ６３の
逃がし部６３２のある面の少なくとも一方に低溶点ガラ
ス６６をスクリーン印刷等により塗る。その塗る部分は
、全面もしくは出力電極Ｂ６５２以外の部分もしくは出
力電極Ｂ６５２に当る部分以外の部分に塗る。ヒートイ
ンシュレータ６３の逃がし部分６３２には、導電性を向
上させるために、導電性の金属ペースト６７を少しつめ
ておくが、またはターミナル６４の抜は止め構造部６４
２に金属ペースト６７を塗布しておく。以上の状態で、
ターミナル６４のターミナル部６４１を感圧素子６５の
貫通孔６５３に通し、その上にターミナル６４の抜は止
め構造部６４２とヒートインシュレータ６３の逃がし部
分６３２とを合わせて積層状態にする。その後で、感圧
素子６５どヒートインシュレータ６３に荷重をかけた状
態で電気炉において焼成し、一体に成形する。その際、
焼成温度が圧電体の圧電特性のなくなるキュリ一点以上
の温度を必要とする場合には、焼成後圧電体６５１の電
極Ａ、　８６５４．６５２の間に電圧をがけて分ｔｉｔ
する。

さらに、以上のように一体成形された圧力検出器６は、
第３図に示すようにターミナル６４のターミナル部６４
１とリード１６１の導体部６１１とを溶接等の手段によ
り接合し、その接合部をリード線６１の絶縁部６１２で
覆う。このように完成された圧力検出器６は、第２図に
示すようにハウジング溝部４３に入れて、第７図（イ）
、（ロ）に示すようなりプロ２２を有するダヤフラム６
２がハウジング座面４１に溶接により溶接リブ６２１を
固定されて、前記リブ６２２で押さえ、叩ら予荷重を与
えて保持される。なお、リード線６１はプラグハウジン
グ４のリード孔４４を通され、ハウジング４に持ち込み
溶接等の手段で固定されたパイプ４を通されると共に、
そこでカシメ等により固定され、ハウジング４の内部か
ら導き出され、その端部にコネクタ６６が接続される。

上記構成の内燃機関の圧力検出器においては、燃焼室１
０内の圧力がプラグ懐部９から圧力導入孔４４および小
幅溝４２を通り圧力室７に導かれる。導かれた燃焼室１
０内の圧力は、圧力検出器６のダイヤフラム６２に加わ
り、力となってヒートインシュレータ６３、ターミナル
６４を経て感圧素子６５に加わる。加わった力により感
圧素子６５が電荷を発生ずると、電極Ｂ６５２、ターミ
ナル６４を経て、リード線６１に伝えられる。その際、
ヒートインシュレータ６３どターミナル６４と感圧素子
６５とが一体成形されていること、およびこれらにダイ
ヤフラム６２により予荷重がｈＸＬ＋ら３’Ｉ−Ｔいス
７シｔｊＪ−１１舗旺たどｈけヒーにインシュレータ６
３に伝わり、振動等によりガタを生じることもない。ま
た、一体成形されているので強度を互いに補いあい壊れ
ることも少ない。

さらに、ヒートインシュレータ６３を有しているので、
ダイヤフラム６２にかがる熱は、感圧素子６５に伝わり
にくく、ダイヤフラム６２を伝わってプラグハウジング
４に伝えられ、感圧素子６５の熱負荷は軽くて済む。そ
して、圧力検出器６は少ない空間に点火プラグ１と一体
に成形されているので、点火プラグ１の質量が加速度と
して働かず、感度のよいものとなると共に、リード線６
１が点火プラグ１がら直接用ているので、装着時にじゃ
魔にならず、断線することがない。さらにプラグハウジ
ング座面４１の径を大きくする必要がないので、内燃機
関のシリダヘッド８に加工を加えて点火プラグ１の取り
付は部を拡大する必要もない。

なお、上記実施例では、リード線６１をプラグハウジン
グ溝部４３に挿入する前にターミナル６４に接合したが
、ターミナル６Ａの々−ミ士ル部６４２を長くしておい
て、プラグハウジング溝部４３に挿入後、プラグハウジ
ング４の外で接合することもできる。ただし、その場合
は、リード線６１の絶縁体６１２を利用していた替りに
別途絶縁体を設ける必要がある。また、内燃機関の圧力
検出器として点火プラグに設けた場合について説明した
が、他の器具として例えばグロープラグ、噴射ノズルに
適用しても同様の構成とし、作用することはいうまでも
ない。

（発明の効果〕 以上に述べたように本発明による内燃機関の圧力検出器
においては、シリンダヘッドに装着する器具のハウジン
グ座面に溝を形成し、該溝内に感圧素子、ター【ナルお
よびインシュレータを一体成形した圧力検ｄ器を挿入し
、ハウジング座面に固定されたダイヤフラムにより保持
するようにしたので、圧力室に導かれた燃焼ガスにより
ダイヤフラムにかかる熱は、ヒートインシュレータの存
在により感圧素子に伝わりにくく、器具ハウジングに伝
えられるので、感圧素子の熱負荷は軽くてすみ温度の影
響が少なくなる。また、圧力検出器は、器具ハウジング
の溝内に設けられているので、出力端子を器具ハウジン
グから直接出すことができ、装着性がよくなり、リード
線の断線、加速度変化の影響も少なく感度がよくなる。

さ′らに、圧力検出器が一体成形されていることにより
、従来のように単に積層にして組み付けたのに比較して
、ターミナルの取り出し穴の位置合せの必要がなくなり
、組み付けの作業性が改善されると同時に、圧力検出器
それ自体はヒートインシュレータまたは感圧素子相互に
より補強されるために壊れにくくなるという優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の器具である点火プラグの断
面図、第２図は第１図の主要部の拡大断面図、第３図は
本発明の実施例における一体成形された圧力検出器の断
面図、第４図は本発明の圧力検出器におけるヒートイン
シュレータを示し、第４図（イ）は断面図、第４図（ロ
）は平面図、第５図は本発明の圧力検出器におけるター
ミナルの斜視図、第６図は本発明の圧力検出器における
圧電素子を示し、第６図（イ）は圧電素子の８面側の平
面図、第６図（ロ）は断面図、第６図（ハ）は圧電素子
のＡ面側の平面図、第７図は本発明の圧力検出器におけ
るダイヤフラムを示し、第７図（イ）は断面図、および
第７図（ロ）は平面図である。 １・・・点火プラグ（器具）、４・・・ハウジング、４
１・・・ハウジング座面、４３・・・環状の溝、６・・
・圧力検出器、６２・・・ダイヤフラム、６３・・・ヒ
ートインシュレータ、 ６４・・・ターミナル、６５・・・感圧素子、６２２・
・・リブ、６６・・・低溶点ガラス、６７・・・金属ペ
ースト。 代理人　浅　村　皓゛ 第１図　第２図 第　４　図（イ）　第　４　図（ロ） 第　５　図 第　６　図（イ）　第　６　図（０）　第　６　図（ハ
）第　７　図ば） 第　７　図（ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる器具
   のハウジング座面に溝を形成し、該構内に設けられて、
   シリンダ内圧力を検出するようにした内燃機関の圧力検
   出器において、該圧力検出器が感圧素子、ターミナルお
   よびヒートインシュレータを一体に成形しｋものであっ
   て、前記溝内に挿入され、ハウジング座面に固定された
   ダイヤフラムにより押さえつけるように保持されている
   ことを特徴とする内燃機関の圧力検出器。 ２、　前記圧力検出器がガラスまたはガラスの入った金
   属ペーストを用いた接着剤により一体成形されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃１ｌｌ
   ｌＩｌの圧力検出器。 ３、　前記圧力検出器は、ターミナルの一部に抜は止め
   構造が設けられ、かつヒートインシュレこれらが合され
   て一体に成形されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の内燃ｌｌｌ１］の圧力検出器。