연소압 검지센서를 가진 글로 플러그

申请号 KR1020120090195 申请日 2012-08-17 公开(公告)号 KR1020130020878A 公开(公告)日 2013-03-04
申请人 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤; 发明人 니시유키겐지로; 가와카츠마사히로; 나카무라요시히로; 마츠이마사요시; 마에다슌스케; 와타나베다다시;
摘要 PURPOSE: A glow plug with a combustion pressure detection sensor is provided to secure a pressure receiving area for combustion gas by locating the outermost periphery of a convex part in a radially outer position than the periphery of a cylindrical part of a sealing member. CONSTITUTION: A glow plug(101) with a combustion pressure detection sensor comprises a heater(10) and a sensor(40). The combustion pressure detection sensor has a leading-end annular air gap between the inner periphery of a predetermined leading end portion from the leading end toward the rear side of a housing and the outer periphery of the heater. A sealing member(60) is installed in the leading-end annular air gap to tightly seal the leading-end annular air gap and allow the displacement of the heater. A convex part protruding outside in a radial direction is formed with a gap from the inner periphery of the leading end portion of the housing in a part of the outer periphery of the heater, which faces the inner periphery of the leading end of the housing. The leading end of the convex part is located in front of the leading end of the housing. The sealing member has a cylindrical part, which is formed by bending and extending forward an inner peripheral part of the heater to be pressed and fixed to the outer periphery of the heater. The outermost periphery of the convex part is located in a radially outer position than the periphery of the cylindrical part of the sealing member.
权利要求
  • 통형상을 이루는 하우징 내에 그 선단으로부터 자신의 선단을 돌출시킨 봉형상을 이루는 히터가 배치되고, 연소압에 의해 상기 히터에 생기는 변위에 기초하여 그 연소압을 검지하는 센서를 구비하여 이루어지는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그로서,
    상기 하우징의 선단으로부터 후방을 향한 소정 범위의 선단부위의 내주면과 상기 히터의 외주면의 사이에 선단측 환형상 공극을 갖고 있고,
    상기 선단측 환형상 공극에, 상기 선단측 환형상 공극을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로, 상기 히터의 변위를 허용하도록 변형 가능하게 형성된 밀봉부재가 설치되어 이루어지는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서,
    상기 히터의 외주면 중 상기 선단측 환형상 공극을 사이에 두는 상기 하우징의 상기 선단부위의 내주면에 대면하는 부위에, 반경방향 외측을 향해 돌출하는 볼록부를 상기 내주면과의 사이에 틈을 유지하며 형성하고,
    상기 볼록부는 그 선단을 상기 하우징의 선단보다 전방에 위치시켜 형성되어 있고,
    상기 밀봉부재 중 상기 히터의 외주면측의 내주 단연부(內周端緣部)가 절곡되어 전방으로 연장되는 통형상부를 갖고 있음과 아울러 상기 통형상부가 상기 히터의 외주면에 밀착되어 고정되어 있고,
    상기 볼록부의 최외주부가 상기 밀봉부재에 있어서의 상기 통형상부의 외주부보다 반경방향 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그.
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 선단측 환형상 공극보다 후방의 상기 하우징의 선단 근방 부위의 내주면이 상기 선단부위의 내주면보다 확경(擴徑)된 확경 환형상 내주면을 이루고 있고,
    상기 밀봉부재가 상기 확경 환형상 내주면과 상기 히터의 외주면의 사이에 있어서의 확경 환형상 공간에 상기 확경 환형상 공간을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그.
  • 청구항 2에 있어서,
    상기 볼록부는 그 선단에 있어서의 외주면에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그.
  • 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부가 상기 히터에 외측끼움되어 고정되어 있는 통형상체 또는 환형상체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그.
  • 说明书全文

    연소압 검지센서를 가진 글로 플러그{GLOW PLUG WITH COMBUSTION PRESSURE DETECTING SENSOR}

    본 발명은 엔진의 연소실 내에 있어서의 착화의 촉진과 이것에 더하여 연소압을 검지(검출)하는 기능을 구비한 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 관한 것이다.

    이런 종류의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그(이하, 단지 "글로 플러그"라고도 한다)로서는 여러 가지가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 도 8은 이것과 동종의 글로 플러그(901)의 단면 구조를 간략화하여 도시한 파단 종단면도이다. 도 8의 것은 통형상을 이루는 하우징(110) 내에 통전에 의해서 발열하는 봉형상(원축형상)의 히터(예를 들면, 시스히터 또는 세라믹히터)(10)를 자신의 선단(연소실 내로 돌출하는 측의 단부. 도시 하단)(10a)이 하우징(110)의 선단(136)으로부터 돌출하도록 하여 구비하고 있다. 또한, 도 8, 도 9 중의 '이점쇄선'은 엔진헤드에 있어서의 연소실(N) 근방 부분을 나타낸다.

    이와 같은 글로 플러그(901)에서는, 연소압에 의해 히터(10)나 이것에 고정되어 후방으로 연장되는 중축(축부재) 등에 생기는 변위나 중축 등이 변위한 결과로서 센서에 미치는 압력에 기초하여 연소압을 검지하기 때문에, 히터(10)는 하우징(110) 내에서 그 전후방향{축(G)방향}으로 미소하기는 하지만 변위 가능하게 배치되어 있다. 이 때문에, 히터(10)는 하우징(110)의 내주면과의 사이에 공극(환형상 공극)을 유지하며 배치되어 있고, 이 히터(10)의 후방에는 히터(10) 등에 생기는 변위를 검출하는 검지수단으로서 예를 들면 압전소자(40)가 배치되어 있다. 이것은 연소압에 의해 히터(10)가 후방으로 밀려 변위하려고 하는 힘으로 압전소자(40)를 압축하고, 그 압축력의 변화에 따라 발생하는 전기신호를 측정함으로써 연소압을 검출하도록 구성되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는 변형 게이지를 그 검지수단으로 하고 있고, 히터의 변위에 의해 변형부재를 변형시킴으로써, 이것에 장착되어 있는 센서(변형센서)로 그 변형량에 기초하여 연소압을 검출하도록 구성되어 있다.

    그런데, 이 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그(901)에서는 고온, 고압의 연소가스가 하우징(110)의 선단(136)으로부터 그 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이의 환형상 공극을 통하여 하우징(110) 내의 후방으로 들어가는 것을 방지할(밀봉을 확보할) 필요가 있다. 이 때문에, 도 8의 글로 플러그(901)에서는 도 8 내의 확대도 및 도 9에 도시한 바와 같이 하우징(110)의 선단부위(131)의 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이에 형성된 선단측 환형상 공극(K1)의 후방의 상대적으로 넓은 확경(擴徑) 환형상 공간(K2) 내에 있어서, 이 확경 환형상 공간(K2)을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로 밀봉부재(60)가 설치되어 있다.

    이 밀봉부재(60)는 하우징(110)에 대한 히터(10)의 축(G)방향의 변위를 허용할 필요가 있기 때문에, 벨로즈나 다이어프램과 같이 그 자체가 전후방향{축(G)방향}으로 변형할 수 있는 금속 박막(예를 들면, SUS630제 박막) 등, 충분한 가요성이 있는 환형상 막부(MEMBRANE)(63)를 갖는 내열재로 이루어지는 점에서 변형 가능하게 형성되어 있다. 도 8의 밀봉부재(60)는 선단측의 통형상부를 이루는 소경 통형상부(65)와 후단측의 대경 통형상부(61)의 사이에 확경 환형상 공간(K2)을 전후로 칸막이하도록 환형상 막부(63)를 갖고 있고, 이 확경 환형상 공간(K2) 내에 있어서 상기 소경 통형상부(65)가 소정 위치(흑색 삼각부)(W1)에서 히터(10)의 외주면을 따라 밀착되어 용접(레이저 용접)되어 있다. 그리고, 상기 대경 통형상부(61)가 그 후단측의 소정 위치(흑색 삼각부)(W2, W3)에서 둘레방향을 따라 하우징(110)측에 용접 등에 의해 고정되고, 이것에 의해 하우징(110)의 선단 근방 부위의 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이에 있어서의 전후 방향의 밀봉이 확보되어 있다.

    상기한 구조의 글로 플러그(901)는 엔진헤드의 플러그홀에 나사식 결합되어 히터(10)의 선단(10a)이 연소실 내에 노출되도록 하여 장착된다. 이것에 의해, 연소가스는 노출되어 있는 히터(10) 전체를 가압함과 아울러 하우징(110)의 선단부위(131)의 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이의 선단측 환형상 공극(K1)을 통하여 확경 환형상 공간(K2) 내로 침입하여 그 안의 밀봉부재(60)의 선단방향면{주로 환형상 막부(63)}을 가압한다. 따라서, 히터(10)가 후방으로 밀리도록 변위하는 것은, 히터 자신의 선단(10a)에 받는 연소압에 더하여 확경 환형상 공간(K2) 내에 설치되어 있는 밀봉부재(60)의 선단방향면이 받는 연소압(이하, 압력이라고도 한다)에 의한 이 밀봉부재(60)를 후방을 향해 변형시키려고 하는 작용에 기초한 것이라고 할 수 있다.

    즉, 상기한 구조의 글로 플러그(901)에 있어서는 밀봉부재(60) 자체가 후방을 향해 변형하는 작용도 히터(10)를 후방으로 변위시키거나 혹은 압전소자(40)를 압축하는데 기여하고 있고, 이 작용을 전제로 하여 연소압의 검지가 이루어지도록 설정되어 있다. 즉, 이 글로 플러그에 있어서는 히터 자체와 함께 밀봉부재(60)가 수압하는 연소압에 의해 히터(10)를 후방으로 변위시키는 것이기 때문에, 밀봉부재(60)가 받는 연소가스의 압력도 연소압의 검지 정밀도에 크게 영향을 미친다.

    특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2010-139148호 공보

    한편, 엔진의 연소가스에는 그을음이 포함되어 있다. 이 때문에, 상기 구조의 글로 플러그(901)에 있어서는 하우징(110)의 선단부위(131)의 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이의 선단측 환형상 공극(K1)을 통과하여, 그 안쪽의 밀봉부재(60)가 배치되어 있는 공간(K2)에 그을음이 들어간다. 그리고, 도 9-A에 도시한 바와 같이 이 그을음(S)은 그 안쪽의 각부의 면에 부착하여 퇴적한다. 한편, 하우징(110)의 선단부위(131)의 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이의 환형상 공극(선단측 환형상 공극)(K1)에 있어서의 그 반경방향 한쪽의 공극 치수는 0.25~0.30mm 정도로 미소하다. 이 때문에, 그 그을음의 부착ㆍ퇴적이 진행하면, 도 9-B에 도시한 바와 같이 선단측 환형상 공극(K1)에 대면하는 하우징의 선단부위(131)의 내주면과 히터(10)의 외주면에도 그을음(S)이 부착ㆍ퇴적하고, 이윽고 이 협소한 선단측 환형상 공극(K1)이 그을음이 가득 찬 상태(막힘 상태)가 된다.

    즉, 종래의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서는 이와 같은 그을음이 가득 찬 상태가 되면, 안쪽의 멤브레인 등의 밀봉부재(60)의 선단방향면에는 연소가스가 닿지 않는다. 이 때문에, 연소가스 중에서 히터(10)를 후방으로 밀려고 하는 힘은 그 대부분이 히터(10)의 선단(10a)에 가해지는 압력 성분이 되고, 따라서 결과적으로 연소압의 검지 정밀도(감도)를 저하시킨다. 또한, 하우징(110)의 선단부위(131)의 내주면과 히터(10)의 외주면의 사이의 선단측 환형상 공극(K1)에 있어서 그을음 막힘을 형성하는 그을음(S)은 이 양자 사이에 마찰 저항을 발생시킬 뿐만 아니라 이 양자를 접착하도록 작용하기 때문에 히터(10)를 지지하는 형태가 된다. 이와 같이 그을음 막힘은 단지 연소압의 수압 면적(밀봉부재의 선단방향면의 면적)을 줄일 뿐만 아니라 히터(10)의 후방으로의 자유로운 변위를 저해하는 점에서 상기 글로 플러그에 있어서는 그을음 막힘에 기인하여 압력의 검지 정밀도(감도)가 저하된다는 문제가 있었다. 또한, 그을음 막힘이 생긴 경우에는 그 그을음을 통하여 밀봉부재(60)에 압력이 미칠 것 같다고 생각되지만, 퇴적한 그을음(S)은 고무상의 탄성을 가지기 때문에 압력을 완화 흡수하는 쿠션 작용을 하는 점에서 밀봉부재(60)에는 압력이 거의 미치지 않는다.

    본 발명은 상기한 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서의 이러한 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로서, 하우징의 선단부위의 내주면과 히터의 외주면의 사이의 선단측 환형상 공극에 그을음 막힘이 발생하여 멤브레인 등의 밀봉부재에 연소압이 작용하지 않게 되고, 그 결과 연소압의 검지 정밀도가 저하되는 것을 방지하는 것을 그 목적으로 한다.

    청구항 1에 기재된 본 발명은, 통형상을 이루는 하우징 내에 그 선단으로부터 자신의 선단을 돌출시킨 봉형상을 이루는 히터가 배치되고, 연소압에 의해 상기 히터에 생기는 변위에 기초하여 그 연소압을 검지하는 센서를 구비하여 이루어지는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그로서,

    상기 하우징의 선단으로부터 후방을 향한 소정 범위의 선단부위의 내주면과 상기 히터의 외주면의 사이에 선단측 환형상 공극을 갖고 있고,

    상기 선단측 환형상 공극에, 상기 선단측 환형상 공극을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로, 상기 히터의 변위를 허용하도록 변형 가능하게 형성된 밀봉부재가 설치되어 이루어지는 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서,

    상기 히터의 외주면 중 상기 선단측 환형상 공극을 사이에 두는 상기 하우징의 상기 선단부위의 내주면에 대면하는 부위에, 반경방향 외측을 향해 돌출하는 볼록부를 상기 내주면과의 사이에 틈을 유지하며 형성하고,

    상기 밀봉부재 중 상기 히터의 외주면측의 내주 단연부(內周端緣部)가 절곡되어 전방으로 연장되는 통형상부를 갖고 있음과 아울러 상기 통형상부가 상기 히터의 외주면에 밀착되어 고정되어 있고,

    상기 볼록부의 최외주부가 상기 밀봉부재에 있어서의 상기 통형상부의 외주부보다 반경방향 외측에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.

    청구항 2에 기재된 본 발명은, 상기 선단측 환형상 공극보다 후방의 상기 하우징의 선단 근방 부위의 내주면이 상기 선단부위의 내주면보다 확경된 확경 환형상 내주면을 이루고 있고,

    상기 밀봉부재가 상기 확경 환형상 내주면과 상기 히터의 외주면의 사이에 있어서의 확경 환형상 공간에 상기 확경 환형상 공간을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그이다.

    청구항 3에 기재된 발명은, 상기 볼록부는 그 선단에 있어서의 외주면에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그이다.

    청구항 4에 기재된 발명은, 상기 볼록부가 상기 히터에 외측끼움되어 고정되어 있는 통형상체 또는 환형상체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그이다.

    종래의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서는, 엔진의 연소 과정에서 발생하는 그을음이 상기 선단측 환형상 공극 내에서 히터의 외주면 등에 부착ㆍ퇴적하여 그을음 막힘을 일으키면, 그 안쪽의 밀봉부재의 선단방향면에는 연소압이 직접 미치는 것이 방해된다. 이로 인해, 히터를 후방으로 미는 압력 내지 변위시키는 힘이 그을음 막힘이 없어 밀봉부재에 가스압이 직접 미치는 경우에 비하면 저하되기 때문에, 연소압의 검지 정밀도가 저하된다.

    이에 대하여, 본원 발명에서는 히터의 외주면 중 상기 하우징의 상기 선단부위의 내주면에 대면하는 부위에 상기한 바와 같이 볼록부를 형성하고 있다. 이 때문에, 선단측 환형상 공극에 그을음 막힘이 생겼다 하더라도 거기에 형성되어 있는 볼록부의 선단방향면(선단면 및 선단방향 단면)이 그을음에 파묻히지 않고 노출되어 있는 상태에서는, 연소가스가 히터를 후방으로 미는 힘은 히터의 선단면과 함께 이 볼록부의 선단방향면에도 작용한다. 이 때문에, 본 발명에서는 그을음 막힘이 생긴 경우의 히터를 후방으로 미는 압력 내지 변위시키는 힘의 저하가 있다고 하더라도, 연소압이 볼록부의 선단방향면에 작용시킬 수 있는 만큼 그 힘의 저하를 보충할 수 있으므로 연소압의 검지 정밀도의 저하를 저감 내지 지연시킬 수 있다.

    또한, 본원 발명과 같이 상기 볼록부의 선단을 상기 하우징의 선단보다 전방에 위치시킨 것에서는, 그을음 막힘이 상기 선단측 환형상 공극 중 하우징의 선단까지 도달하였다고 하더라도 볼록부의 선단(선단방향면)은 그을음에 매몰되지 않는다. 한편, 그을음 막힘은 하우징의 선단까지 진행하면, 그 이상은 거의 진행하지 않는다. 이 때문에, 이와 같은 그을음 막힘 상태에서도 그 볼록부의 선단방향면에서 연소압을 받을 수 있기 때문에 볼록부를 하우징의 선단보다 전방에 위치시킴으로써, 연소압의 검지 정밀도의 저하를 저감할 수 있음과 아울러 그 상태를 오래 유지할 수 있다. 이 의미에서 볼록부의 선단은 하우징의 선단보다도 가능한 한 전방에 위치시키는 것이 바람직하다. 또한, 볼록부의 후단은 상기 하우징의 선단부위에 있어서의 상기 선단측 환형상 공극의 후단보다 후방에 위치시키는 것이 바람직하지만, 선단측 환형상 공극 내에 위치하고 있어도 된다.

    그런데, 상기 밀봉부재 중 상기 히터의 외주면측의 내주 단연부가 절곡되어 전방으로 연장되는 통형상부를 가지고 있음과 아울러 상기 통형상부가 상기 히터의 외주면에 밀착되어 고정되어 있는 경우, 그 통형상부의 선단이 상기 선단측 환형상 공극의 부위까지 도달해 있으면, 그 통형상부의 선단이 본 발명에 있어서의 상기 볼록부와 같은 기능을 한다. 그러나, 밀봉부재를 이루는 판재 혹은 상기 통형상부의 두께는 0.15~0.30mm 정도밖에 되지 않는다. 밀봉부재로서의 변형 용이성의 확보 등에 기초하기 때문인데, 이 정도 두께의 통형상부에서는 그 선단에 있어서의 연소가스의 수압 면적을 충분히 확보할 수 없다. 따라서, 상기 볼록부의 최외주부를, 상기 밀봉부재에 있어서의 상기 통형상부의 외주부보다 반경방향 외측에 위치시킴으로써 연소가스의 수압 면적을 확보할 수 있다.

    본 발명에 있어서, 상기 볼록부는 상기 히터의 외주면에 있어서 그 둘레방향 전체에 있어서(둘레방향으로) 연속해서 존재하는 링형상을 이루고 있는 것으로 하는 것이, 볼록부의 선단방향면의 면적(수압 면적)을 크게 확보할 수 있기 때문에 바람직하다. 그러나, 예를 들면 톱니바퀴의 기어와 같이 불연속으로 복수 형성함으로써도 그 볼록부가 있는 만큼 이것이 없는 종래의 것에 비하면, 연소압의 수압 면적을 크게 확보할 수 있으므로 그을음이 가득 찬 상태에서도 센서의 검지 정밀도를 높일 수 있다.

    본 발명에 있어서, 상기 밀봉부재는 상기 하우징의 선단부위의 내주면과 상기 히터의 외주면의 사이에 형성된 선단측 환형상 공극을 전후에서 기밀하게 차단하도록 설치되어 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 하우징의 선단부위의 내주면은 선단을 향해 스트레이트(동일 지름)일 수도 있다. 그러나, 청구항 2에 기재된 바와 같이 상기 선단측 환형상 공극보다 후방의 상기 하우징의 선단 근방 부위의 내주면이, 상기 선단부위의 내주면보다 확경된 확경 환형상 내주면을 이루고 있고, 상기 밀봉부재가 상기 확경 환형상 내주면과 상기 히터의 외주면의 사이에 있어서의 확경 환형상 공간에, 상기 확경 환형상 공간을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로 설치되어 이루어지는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고온의 연소가스가 밀봉부재에 직격하는 비율을 저감할 수 있다. 이와 같은 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서, 선단측 환형상 공극의 틈 치수(히터의 외주면과 하우징의 선단부위의 내주면의 한쪽 틈)는, 히터의 전후동(축방향의 변위)에 있어서의 지장을 초래하지 않도록 하기 위해서, 충격 등에 의한 히터의 진동을 고려하면, 히터와 프런트캡의 틈은 0.25mm 이상 필요하고, 글로 플러그의 구성상 0.30mm 정도가 상한이다. 이 때문에, 선단측 환형상 공극 내에서만 볼록부의 반경방향 외측을 향한 치수를 크게 확보하여 볼록부의 선단면의 수압 면적을 크게 하기는 어렵다. 그러나, 본 발명과 같이 볼록부의 선단을 하우징의 선단보다 전방에 위치시킴으로써, 이러한 제약은 없어진다.

    또한, 청구항 3에 기재된 발명과 같이, 볼록부의 선단에 있어서의 외주면에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부를 형성함으로써, 볼록부의 선단면에 있어서의 연소가스의 수압 면적을 크게 확보할 수 있다. 또한, 청구항 3에 기재된 발명에 있어서는 볼록부를 전체 둘레에 형성하고, 그 돌출부도 전체 둘레에 있는 환형상 플랜지를 이루는 것으로 하는 것이 바람직하다.

    또한, 볼록부는 히터의 외주면을 이루는 금속 파이프의 외주면을 둘레방향에 있어서 부분적으로 혹은 둘레방향에 있어서 전체적으로 융기하도록 형성하여도 되지만, 청구항 4에 기재된 발명과 같이 히터에 외측끼움되어 고정되어 있는 통형상체 또는 환형상체로 이룸으로써 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 하는 경우에는 그러한 통형상체 또는 환형상체를 히터에 외측끼움하여 용접함으로써 그 형상이 생기기 때문에, 그 형성이 용이하게 되기 때문이다. 또한, 메탈 글로 플러그에 있어서 히터의 외주면이란 히터를 구성하는 시스파이프의 외주면을 의미한다. 또한, 세라믹 글로 플러그에 있어서 히터의 외주면이란, 세라믹히터의 외주면에 직접 볼록부가 형성되는 것에서는 세라믹히터의 외주면을 의미하고, 세라믹히터에 금속제 파이프가 외측끼움되어 그 파이프에 볼록부가 형성되는 것에서는 그 파이프의 외주면을 의미한다.

    도 1은 본 발명을 구체화한 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그(제 1 실시형태예)의 부분 파단면도, 및 그 주요부와 압전소자를 포함한 각 부분의 확대도
    도 2는 도 1의 A1부의 확대도
    도 3은 도 2의 A2부의 확대도
    도 4는 도 3에 있어서 그을음이 가득 찬 상태를 도시한 도면
    도 5는 도 1의 글로 플러그에 있어서 볼록부의 후단을 하우징의 선단부위의 후단보다 전방에 위치시킨 변형예의 주요부 확대 단면도
    도 6은 도 1의 글로 플러그에 있어서 볼록부의 선단의 외주면에 돌출부를 형성한 개량예의 주요부 확대 단면도
    도 7은 도 1의 글로 플러그에 있어서 볼록부의 후단의 외주면에 돌출부를 형성한 변형예의 주요부 확대 단면도
    도 8은 종래의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그의 일례를 도시한 파단 종단면도, 및 그 하우징의 선단 근방 부위의 확대도
    도 9는 도 8의 A9부의 확대도에 있어서 그을음이 가득 찬 상태를 설명하는 도면

    본 발명을 구체화한 실시형태예(제 1 실시형태예)의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 대하여 도 1~도 4에 기초하여 상세하게 설명한다. 본 예의 글로 플러그(101)는 대략 원통형의 하우징(110)과, 그 내측에 있어서 선단(도 1에서의 하단)(10a)을 하우징(110)의 선단(136)으로부터 돌출시켜 이루어지는 시스히터(10)와, 또한 이 시스히터(10)의 후단측에 배치된 압전소자(40) 등을 주체로 하여 구성되어 있다. 이 점에서 종래의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그와 기본적 구성은 동일하다. 한편, 본 예의 글로 플러그는 도 2, 도 3 등에 도시한 바와 같이 히터(10)의 외주면(10b) 중 하우징(110)의 선단으로부터 후방을 향한 소정 범위의 선단부위의 내주면(137b)과 히터(10)의 외주면(10b)의 사이의 선단측 환형상 공극(K1)을 사이에 두는 그 내주면(137b)에 대면하는 부위에, 반경방향 외측을 향해 돌출하는 볼록부(70)를 그 내주면(137b)과의 사이에 틈을 유지하며 형성한 것에 특징을 갖는 것인데, 이하 이 글로 플러그(101)의 전체 구성을 포함하여 상세하게 설명한다. 또한, 자세한 것은 후술하지만, 본 예에서 하우징(110)은 하우징 본체(111)와 그 선단에 배치되어 있는 선단측 하우징(131) 등으로 구성되어 있다.

    즉, 본 예에 있어서 하우징(110)은, 대략 원통형의 하우징 본체(111)와, 그 내부에 내측끼움되고, 시스히터(10)의 후단에 있어서 압전소자(40)를 지지하도록, 이 하우징 본체(111) 내에 내측끼움되어 배치된 압전소자 지지용 내부 하우징(121)과, 하우징 본체(111)의 선단측에 위치하며 하우징의 선단부위 및 선단 근방 부위를 구성하는 선단측 하우징(131)의 3부품으로 구성되어 있다(도 1 참조). 이 중, 하우징 본체(111)는 후단 근방 부위의 외주면에 나사결합용 다각형부(113)를 구비하고 있음과 아울러 그 선단측의 외주면에는 실린더 헤드에 대한 나사결합용 나사(115)를 구비하고 있고, 이 나사(115)보다 선단측은 그 나사(115)의 골의 지름보다 약간 작은 직경을 갖는 원통관부(117)를 구비하고 있다. 그리고, 압전소자 지지용 내부 하우징(121)은 이 원통관부(117)의 선단 근방 부위의 내주면에 내측끼움되어 배치되어 있다.

    이 소자 지지용 내부 하우징(121)은 선단측의 외주면에서 돌출 형성된 플랜지(123)를 구비하고 있다. 이 플랜지(123)는 외경이 하우징 본체(111)의 원통관부(117)의 외경과 동일하게 되고, 도 1의 확대도 및 도 2에 도시한 바와 같이 이 플랜지(123)에 있어서의 후단방향면(124)을 하우징 본체(111)의 선단(118)에 맞닿게 하여 예를 들면 용접으로 고정되어 있다. 한편, 도 1의 확대도에 도시한 바와 같이 이 소자 지지용 내부 하우징(121)의 후단(125)에는 중앙이 개구하는 고리형상 저판(126)을 갖는 원통형 캡(127)이, 그 통형상부(128)의 선단을 통하여 용접되어 있다. 그리고, 이 원통형 캡(127) 내에는, 그 고리형상 저판(126)에 맞닿는 배치로, 고리형상을 이루며, 양 단면에 전극판(43, 44)을 통해 절연판(47)이 배치된 압전소자(40)가 배치되어 있다. 또한, 각 전극판(43, 44)으로부터는 후방으로 배선(도시생략)이 인출되어 있다.

    한편, 시스히터(10)는 선단(10a)이 볼록한 반구면형상으로 되며, 후방으로 연장되는 원관으로 이루어지는 시스파이프(11)와, 그 내부의 선단에 접속되며 후방으로 연장되는 형태로 배치된 발열코일(21)과, 이 발열코일(21)의 후단에 시스파이프(11) 내에서 접속되어 후방으로 연장되는 통전용 축부재(원축부재)(25) 등으로 구성되어 있다. 본 예에서는 이 시스파이프(11)의 후단으로부터 통전용 축부재(25)를 돌출시키고 있고, 시스파이프(11)의 후단 근방 부위에는 시스파이프(11)의 후단을 폐색형상으로 하는 시스파이프 외장관(外裝管)(31)이 외측끼움되어 있다(도 1 참조). 단, 시스히터(10)는 전체적으로 보면 봉형상을 이루고 있으며, 시스파이프(11)의 선단 근방의 절반 정도가 하우징(110)의 선단(136)으로부터 돌출하도록 설정되어 있다. 또한, 도 1의 확대도에 도시한 바와 같이 이 시스파이프 외장관(31)의 후단은 통전용 축부재(25)를 돌출시키도록 축경된 원형의 후단저부(33)를 가지고 있으며, 이 후단저부(33)의 후단방향면에는 원통부(35)가 돌출형상으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이 시스파이프 외장관(31)은 그 선단이 소자 지지용 내부 하우징(121)의 선단과 거의 동일한 위치이거나, 그보다 약간 선단측에 위치하도록 지지되어 있음과 아울러 외경이 작은 얇은 부분(37)으로 되어 있다. 그리고, 예를 들면 이 시스파이프 외장관(31)은 둘레방향을 따라 시스파이프(11)의 외주면에 용접되어 고정되어 있다.

    한편, 이 통전용 축부재(25)는 이 시스파이프 외장관(31)의 후단의 원통부(35) 내 및 그 후방에 배치된 후기하는 압압체(50)의 내측, 나아가 상기한 압전 소자(40), 원통형 캡(127)의 고리형상 저판(126)의 각 내측(관통구멍)을 관통하도록 하여 하우징(110) 내에서 그 축(G)을 따라 후방으로 연장되어 있다. 그리고, 통전용 축부재(25)의 후단은 하우징 본체(111)의 후단에 있어서 도시하지 않는 절연재 등으로 절연이 유지되어 고정되어 있고, 외부로 돌출되어 있다. 또한, 시스파이프(11) 내부에는 도시하지는 않지만 절연 분말이 충전되고, 그 후단이 고무 등으로 밀봉되어 있다.

    상기한 시스히터(10)에 외측끼움된 시스파이프 외장관(31)의 후단부에 있어서의 원통부(35)와, 상기한 압전소자(40)의 선단에 배치된 전극판(43), 절연판(47)의 사이에는, 이 절연판(47)과 거의 동일한 지름의 고리판부(51)와, 이로부터 동심으로 전방으로 연장되는 작은 고리부(53)를 갖는 압압체(50)가 배치되어 있다. 이 압압체(50)의 작은 고리부(53)는 시스파이프 외장관(31)의 후단부에 있어서의 원통부(35)에 동축형상으로 고정되어 있다. 그리고, 시스히터(10)는 자신의 선단(10a)을 상기한 것처럼 통형상을 이루는 하우징(110)의 선단(136)으로부터 돌출시키고, 소자 지지용 내부 하우징(121) 내에서 그 내주면에 대하여 틈을 유지한 상태로 배치되어 있고, 후방으로 밀렸을 때에는 소자 지지용 내부 하우징(121)의 후단(125)측에 상기한 바와 같이 배치되어 있는 압전소자(40)를 압압체(50)를 통해 압압하도록 구성되어 있다.

    한편, 본 예에서는 이 소자 지지용 내부 하우징(121)의 플랜지(123)의 선단방향면(환형상 면)(122)에는 후기하는 밀봉부재(60)를 통하여 하우징(110)의 선단부위 및 선단 근방 부위를 이루는 선단측 하우징(이하, 단지 선단측 하우징 또는 단지 하우징이라고도 함)(131)이 동축형상으로 맞닿아 용접으로 고정되어 있다. 즉, 소자 지지용 내부 하우징(121)의 플랜지(123)의 선단방향면(환형상 면)(122)에는, 이 플랜지(123)의 외경과 동일 외경의 원통부(133)와, 그 선단측에 외주면이 끝이 가늘어지는 테이퍼면을 갖는 테이퍼 통부(135)를 갖는 선단측 하우징(131)이 밀봉부재(60)를 통하여 용접으로 고정되어 있다.

    밀봉부재(60)에 대해서는 이하에 상세하게 설명하는데, 이 선단측 하우징(131)을 이루는 테이퍼 통부(135)의 선단(136), 즉 하우징(110)의 선단(136)으로부터 후방을 향한 소정 범위의 선단부위(137)는, 그 내주면(137b)이 동일 직경으로 이루어지는 원통면으로 형성되어 있다. 그리고, 그 내주면(137b)의 직경(D1)은 히터(10)의 외주면(10b)과의 사이에 전후에서 일정한 틈으로 이루어지는 선단측 환형상 공극(K1)을 이루도록 형성되어 있다. 한편, 원통면을 이루는 내주면(137b){선단부위(137)의 내주면(137b)}의 후방이고, 하우징(110)의 선단 근방 부위{선단측 하우징(131)의 원통부(133)에 대응하는 부위}의 내주면은, 선단측 환형상 공극(K1)을 이루는 선단부위(137)의 내주면(137b)의 내경(D1)보다 확경되어 확경 환형상 내주면(132)을 이루고 있다. 그리고, 이 확경 환형상 내주면(132)과 히터(10)의 외주면(10b)의 사이의 환형상의 공간이 확경 환형상 공간(K2)을 이루고 있다.

    본 예에 있어서 밀봉부재(60)는 후단측이 확경 환형상 공간(K2) 내에 수납되는 치수로 되며, 상대적으로 직경이 큰 대경 원통부(61)를 이루고, 선단측이 직경이 작은 통형상부(소경 원통부)(65)를 이루고, 이 양 원통부(61, 65)의 사이가 전후방향으로 다이어프램과 같이 변형이 용이한 금속 박막(멤브레인)으로 이루어지는 축(G)에 수직인 환형상 막부(63)에 의해 연결되어 히터(10)의 전후동 변위를 허용하도록 변형 가능하게 형성되어 있다. 그리고, 대경 원통부(61)의 후단에 있어서 외측으로 고리형상으로 돌출되어, 외경이 선단측 하우징(131)의 원통부(133)의 외경과 동일하게 된 고정용 플랜지(62)를 구비하고 있다. 한편, 소경 원통부(65)는 히터(10)의 외주면(10b)에 외측끼움형상을 이루는 치수로 되어 있다.

    그리고, 상기 밀봉부재(60)는 그 대경 원통부(61)의 외측의 고정용 플랜지(62)를, 소자 지지용 내부 하우징(121)의 플랜지(123)의 선단방향면(122)과 선단측 하우징(131)의 원통부(133)의 사이에 끼우는 형태로 각각의 사이에서 둘레방향을 따라 외주면측으로부터 용접되어 있다. 그리고, 소경 원통부(65)와 히터(10)의 외주면(10b)의 사이도 소정 위치에서 둘레방향을 따라 용접되어 있다. 이와 같이 하여 밀봉부재(60)에 의해 확경 환형상 공간(K2)은 전후에서 기밀하게 차단되어 있다. 이것에 의해, 연소가스가 선단측 하우징(131)의 선단(136)으로부터 선단부위(137)의 내주면(137b)과 히터(10)의 외주면(10b)의 사이의 선단측 환형상 공극(K1)을 통하여 그 후방의 확경 환형상 공간(K2) 내로 들어간다 하더라도 밀봉부재(60)에 의해 그보다 후방으로 들어가는 것이 방지되어 있다.

    한편, 히터(10)의 외주면(10b) 중 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b)과 대면하는 부위에는, 반경방향 외측을 향해 돌출하는 볼록부(70)가, 이 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b)과의 사이에 직경방향에 있어서 일정한 틈을 유지하며 형성되어 있다. 단, 본 예에서는 볼록부(70)가 히터(10)의 외주면(10b)에 그 둘레방향으로 연속하도록 형성되어 있다. 구체적으로는 볼록부(70)는 히터(10)에 외측끼움되어 용접에 의해 고정된 원통관으로 형성되어 있고, 따라서 그 외주면(71)과 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b)의 사이에 틈(환형상 공극)이 형성되어 있다. 본 예에서는 볼록부(70)는 그 선단(72)이 하우징의 선단(136)보다 전방에 위치하도록 하여 고정되어 있고, 볼록부(70)의 후단(73)은 선단측 환형상 공극(K1), 즉 선단측 하우징(131)의 선단부위(137)의 내주면(137b)의 후단(138)보다 후방에 위치되어 있다.

    이것에 의해, 본 형태의 글로 플러그(101)에 있어서는 엔진헤드의 플러그홀에 나사식 결합되어 히터(10)의 선단(10a)을 연소실(N) 내에 노출하도록 장착되고, 연소가스에 노출되는 부위가 연소가스의 압력을 받아 히터(10)의 선단(10a)을 후방으로 압압한다. 동시에 연소가스는 하우징(110)의 선단부위(137)의 내주면(137b)과 히터(10)의 외주면(10b)의 사이의 선단측 환형상 공극(K1)을 통하여(통과하여) 확경 환형상 공간(K2) 내로 들어가는 형태가 되고, 그 안의 밀봉부재(60)의 환형상 막부(63) 등의 선단방향면을 도 3 중에 화살표로 도시한 바와 같이 가압한다. 그리고, 이러한 압력에 의해 히터(10)는 후방으로 밀리도록 변위하고, 밀봉부재(60)도 그 변위에 추종하여 변형한다. 이것에 의해, 그 히터(10)의 변위에 기초한 압압력으로 압전소자(40)가 압축되고, 그 압축에 기초하여 연소압이 검지된다. 즉, 연소압에 의해 이 히터(10)는 그 선단(10a)으로부터 후방으로 밀림과 아울러 밀봉부재(60)도 마찬가지로 후방으로 밀리고, 이 양자의 힘에 의해 히터(10)는 축(G)방향(후방)으로 압축된다. 그리고, 이러한 압축력에 의해 압전소자(40)는, 시스파이프 외장관(31)의 후단부의 원통부(35)에 고정된 압압체(50)의 고리판부(51)와 소자 지지용 내부 하우징(121)의 후단에 고정된 원통형 캡(127)의 고리형상 저판(126)의 사이에 압축된다. 이렇게 해서 이 압축력에 기초하여 발생하는 전압 신호를 각 전극판(43, 44)으로부터 후방으로 배선(도시생략)을 통하여 출력함으로써 연소압이 검지된다.

    이와 같은 본 예의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그(101)에 있어서는, 엔진의 연소 과정에서 발생하는 그을음(S)이 도 4에 도시한 바와 같이 선단측 환형상 공극(K1) 내에 있어서 히터(10)의 외주면(10b) 등에 부착ㆍ퇴적하여 그을음 막힘을 일으키게 되면, 그 안쪽의 밀봉부재(60)의 선단방향면에는 직접 연소압이 미치지 않는다. 그러나, 본 예에서는 히터(10)의 외주면(10b) 중 선단측 환형상 공극(K1)에 있어서 볼록부(70)를 형성하고 있다. 이 때문에, 그 볼록부(70)의 선단(72)의 면이 그을음에 파묻히지 않고 노출되어 있는 상태에서는, 연소압은 히터(10)의 선단(10a)과 함께 이 볼록부(70)의 선단(72)의 면에도 도 4 중에 화살표로 도시한 바와 같이 작용한다.

    본 예에서는 볼록부(70)를 히터(10)의 외주면(10b)을 따라 연속하는 링형상(환형상)으로 형성하고 있기 때문에, 그을음 막힘이 전혀 생기지 않는 경우(도 3 참조)에 비하면 히터(10)를 후방에 변위시키는 힘의 저하는 있지만, 도 4에 도시한 바와 같은 그을음 막힘이 있더라도 연소압을 볼록부(70)의 선단(72)에 있어서 후방을 향해 작용시킬 수 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같은 그을음 막힘이 있더라도 연소압을 히터(10)의 선단(10a)뿐만 아니라 볼록부(70)의 선단(72)의 면에도 부여할 수 있기 때문에, 볼록부(70)를 형성하지 않는 경우에 비하면, 부여할 수 있는 가스압의 저하를 보충할 수 있다. 따라서, 그 만큼 연소압의 검지 정밀도의 저하를 저감 내지 지연시킬 수 있다. 특히, 본 예에서는 볼록부(70)의 선단(72)을 하우징의 선단(136)보다 전방에 위치시키고 있기 때문에, 그을음 막힘이 선단측 환형상 공극(K1) 중 하우징의 선단(136)까지 도달하였다고 하더라도 볼록부(70)의 선단(선단방향면)(72)은 그을음에 매몰되지 않기 때문에, 이후에는 연소압의 검지 정밀도의 저하를 거의 초래하지 않는다.

    또한, 본 예에서는 볼록부(70)의 후단(73)을 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b){선단측 환형상 공극(K1)}에 있어서의 후단(138)보다 후방에 위치시키고 있다. 이 때문에, 그을음 막힘이 이 볼록부(70)의 후단(73)보다 선단측에 위치하는 단계가, 볼록부(70)의 후단(73)을 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b){선단측 환형상 공극(K1)}에 있어서의 후단(138)보다 전방에 위치시키고 있을 때보다 조기의 그을음 막힘 상태에서 볼록부(70)의 선단(72)에 있어서의 가스의 수압 작용이 얻어진다. 즉, 볼록부(70)의 후단(73)은 도 5에 도시한 변형예와 같이 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b){선단측 환형상 공극(K1)}에 있어서의 후단(138)보다 전방에 위치시킬 수도 있다. 그러나, 이와 같이 하면 도 5에 도시한 바와 같이 그을음(S)이 밀봉부재(60)의 선단방향면과 볼록부(70)의 후단(73)의 사이까지 가득 찬 상태에 있을 때에는, 볼록부(70)의 후단(73)에 화살표로 나타내는 바와 같이 역방향에 가해지는 연소압에 의해 전후방향의 압력을 서로 상쇄한다고 생각된다. 따라서, 볼록부(70)의 선단(72)에 의한 가스의 수압 작용이 작아진다. 그러나, 상기한 예와 같이 볼록부(70)의 후단(73)을 선단측 환형상 공극(K1)의 후단(138)보다 후방에 위치시킴으로써 이와 같은 상태를 조기에 해소할 수 있다.

    또한, 상기 형태에 있어서는 밀봉부재(60) 중 히터(10)의 외주면(10b)측의 내주 단연부가 절곡되어 전방으로 연장되는 통형상부를 이루는 소경 원통부(65)를 가지고 있다. 그리고, 이 소경 원통부(65)가 히터(10)의 외주면(10b)에 밀착되어 고정되어 있다. 따라서, 이 소경 원통부(65)를 선단측 환형상 공극(K1)의 부위{선단부위(137)의 내주면(137b)의 부위}까지 연장시켜 두면, 이 소경 원통부(65)의 선단은 본 발명에 있어서의 볼록부(70)와 같은 기능을 한다고도 할 수 있다. 그러나, 밀봉부재(60)는 그 변형 용이성의 확보 등을 위해서, 그 두께는 0.15~0.30mm 정도가 한계이다. 소경 원통부(65)의 두께가 이와 같이 얇으면 그 선단에 있어서의 연소가스의 수압 면적을 충분히 확보할 수 없다. 이 의미에서 볼록부(70)의 히터(10)의 외주면(10b)로부터의 반경방향 외측을 향해 돌출하는 높이 치수(T2)는, 밀봉부재(60)에 있어서의 소경 원통부(65)의 판두께보다 크게 해 두는 것이 바람직하다(도 3 참조). 즉, 이와 같은 치수(T2)를 확보함으로써, 볼록부(70)의 선단(72)의 수압 면적을 크게 할 수 있기 때문에 볼록부(70)의 작용 효과를 높일 수 있다.

    그리고, 이하에 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 도 6에 기초하여 설명한다. 단, 본 예는 상기 형태에 있어서의 볼록부(70)의 개량예라고도 할 수 있는 것으로, 상기 형태와 본질적인 차이가 없이 기본적으로 동일한 것이기 때문에, 그 차이점만 설명하고, 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다. 이하, 마찬가지로 한다. 즉, 본 예에서는 선단측 하우징(131)의 선단(136)보다 전방에 위치시키고 있는 볼록부(70)의 선단(72)의 외주면(71)에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부(75)를 형성한 것이다. 단, 본 예에서는, 상기 돌출부(75)는 둘레방향을 따라 링형상을 이루는 것으로 되어 있다. 이와 같은 본 예에서는 도 6에 도시한 바와 같이 최종적으로 선단측 환형상 공극(K1) 중 하우징의 선단(136)을 넘어 돌출부(75)의 후단방향면까지 그을음(S)이 부착ㆍ퇴적하는 그을음 막힘이 생기더라도, 볼록부(70)의 선단(72)에 있어서의 반경방향 외측을 향해 돌출하는 치수를 돌출부(75)를 형성한 만큼 크게 할 수 있기 때문에, 연소가스의 수압 면적을 크게 확보할 수 있다. 따라서, 연소압의 검지 정밀도의 저하를 한층 저감시킬 수 있다.

    즉, 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서, 선단측 환형상 공극(K1)의 틈 치수{히터(10)의 외주면(10b)과 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b)의 한쪽 틈}는 0.25mm 정도가 필요하다. 이것은 충격 등에 의한 히터(10)의 진동을 고려하고, 그 진동이 있더라도 히터(10)의 전후동에 있어서의 지장을 초래하지 않도록 하기 위해서 요구되는 치수이다. 한편, 글로 플러그의 구성, 크기 상 그 틈의 상한은 0.30mm 정도이다. 이 때문에, 선단측 환형상 공극(K1) 내에서만 볼록부(70)의 반경방향 외측을 향한 치수를 크게 확보하려고 하면, 그 치수를 충분히 확보할 수 없다. 그러나, 볼록부(70)의 선단(72)을 하우징의 선단(136)보다 전방에 위치시키고, 그 외주면(71)의 선단(72)에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부(75)를 형성하는 경우에는 그러한 제약은 없어진다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이 돌출부(75)를 형성함으로써, 그 치수의 확보가 가능해지고, 연소가스의 수압 면적을 크게 확보할 수 있다. 또한, 돌출부(75)의 돌출량은 엔진의 플러그홀에 대한 부착 등에 지장이 없는 범위로 설정하면 된다.

    또한, 본 발명에서는 히터(10)의 외주면(10b) 중 하우징의 선단부위(137)의 내주면(137b)과 대면하는 부위에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 볼록부(70)가 그 내주면(137b)과의 사이에 틈을 유지하며 형성되어 있으면 된다. 따라서, 그 볼록부(70)의 단면 형상은 상기한 것에 한정되는 것이 아니고, 적당한 형태의 것으로서 구체화할 수 있다. 예를 들면, 볼록부(70)의 외주면(71)에 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부를 형성하는 경우이더라도, 그 위치를 선단(72)보다 후방에 가까운 위치로 할 수도 있다. 보다 구체적으로는 도 3에 도시한 바와 같이 볼록부(70)의 후단(73)의 위치를 선단측 환형상 공극(K1)의 후단(138)보다 후방의 확경 환형상 공간(K2) 내에 위치시키는 경우에는, 도 7에 도시한 바와 같이 그 후단(73)에 있어서 반경방향 외측을 향해 돌출하는 돌출부(76)를 형성할 수도 있다. 즉, 도 7에 있어서는 확경 환형상 공간(K2) 내에 돌출부(76)를 형성한 것이다. 이것에서는 후단측의 돌출부(76)에 있어서의 선단방향면에서도 연소가스를 수압할 수 있기 때문에, 그 수압 면적을 크게 확보할 수 있다. 그을음(S)의 발생이 적고, 따라서 그을음 막힘의 진행이 느린 경우에 적합하다. 또한, 그을음(S)이 돌출부(76)를 매몰하게 되더라도 도 4의 경우와 같은 효과가 얻어진다.

    또한, 상기 각 형태에서는 볼록부(70)를 히터(10)의 외주면(10b)에 있어서 둘레방향으로 연속하도록 형성되어 있는 것으로서 구체화하였으나, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 둘레방향에 있어서 부분적으로 혹은 단속적으로 형성할 수도 있다. 또한, 상기 예에서는 볼록부(70)를 히터(10)에 외측끼움되어 용접에 의해 고정된 원통관으로 형성하였으나, 히터(10)를 이루는 시스파이프(11) 자체의 외주면에 볼록부를 융기하도록 형성할 수도 있다.

    또한, 본 발명에 있어서는 밀봉부재로서 멤브레인 구조의 것을 이용한 것으로 구체화하였으나, 이는 다이어프램 형상의 것이어도 벨로즈 형상의 것이어도 어느 것이든 무방하다. 즉, 밀봉부재는 선단측 환형상 공극보다 후방의 확경 환형상 공간을 전후에서 기밀하게 차단하는 배치로, 히터의 변위를 허용하도록 변형 가능하게 형성된 것이면 된다. 또한, 상기 예에서는 센서가 압전소자인 경우로 구체화하였으나, 연소압이 히터를 후방으로 압압할 때의 압력 또는 이에 따른 히터의 전후방향의 변위에 기초하여 그 연소압을 검지 가능한 센서이면 되고, 따라서 예를 들면 변형센서를 이용하는 검지 방식의 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그에 있어서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

    또한, 상기 예의 글로 플러그는 히터가 시스파이프 및 시스파이프 외장관 등을 포함하는 것으로 이루어지며, 하우징이 하우징 본체나 선단측 하우징 등으로 이루어지는 구성의 것으로서 구체화하였으나, 본 발명에 있어서 이것들은 적당한 구성의 것으로서 구체화할 수 있다. 또한, 상기 각 예에서는 확경 환형상 공간이 그 선단측 하우징의 내면에 형성됨과 아울러 밀봉부재의 외주연이 이 선단측 하우징과 압전소자 지지용 내부 하우징의 플랜지로 끼워지는 형태로 용접되어 고정되어 있는 것으로서 구체화하였으나, 밀봉부재의 하우징에 대한 고정 구조는 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 예에서는 밀봉부재의 고정 수단으로서 용접을 이용하였으나, 용접을 이용한다고 하더라도 레이저 용접 외에 전자빔 용접이나 저항 용접 등, 적당한 용접을 이용할 수 있다. 또한, 용접의 필요가 없는 개소에 대해서는 압입 등에 의한 체결끼움만으로 해두어도 되고, 납재를 이용한 납땜에 의한 접합으로 하는 등, 밀봉부재의 고정 수단은 적당한 수단을 이용하면 된다.

    10 - 히터 10a - 히터의 선단
    10b - 히터의 외주면 40 - 압전소자(센서)
    60 - 밀봉부재 65 - 통형상부(소경 원통부)
    70 - 볼록부 71 - 볼록부의 외주면
    72 - 볼록부의 선단 75 - 돌출부
    101 - 연소압 검지센서를 가진 글로 플러그
    110 - 하우징 132 - 확경 환형상 내주면
    136 - 하우징의 선단
    137 - 하우징의 선단으로부터 후방을 향한 소정 범위의 선단부위
    137b - 선단부위의 내주면 K1 - 선단측 환형상 공극
    K2 - 확경 환형상 공간
    T2 - 볼록부에 있어서의 히터의 외주면으로부터의 반경방향 외측을 향해 돌출하는 높이 치수

    QQ群二维码
    意见反馈