JP2006284011A - 燃焼圧センサ付きグロープラグ - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼圧センサ側の空間の気密性を確保しつつ燃焼圧センサの出力を向上できる燃焼圧センサ付きグロープラグを提供する。
【構成】燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００は、筒状のハウジング１２００と、ハウジング１２００の内側に配置される中軸１３００と、中軸１３００の周囲に配置され、燃焼圧センサ側の空間の気密性を確保するＯリング２０００と、Ｏリング２０００より基端側に配置され、燃焼圧を中軸１３００を介して検知する圧電素子１４００、１５００とを備えている。そして、この燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００において、中軸１３００は、Ｏリングが配置される中軸小径部１３８０と、中軸小径部１３８０より先端側に位置し、中軸小径部１３８０より大径の中軸大径部１３９０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動補助装置として使用すると共に、内燃機関の燃焼圧の変化を検知することができる燃焼圧センサ付きグロープラグに関する。

内燃機関の始動補助を行うためのグロープラグに、燃焼圧検知機能を付加した燃焼圧センサ付きグロープラグとしては、例えば特許文献１に記載の燃焼圧センサ付きグロープラグなどが提案されている。
この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、筒状のハウジングと、ハウジングの先端側に保持されるヒータ部材と、ハウジングの内部に保持され、ヒータ部材と電気的に導通される金属製の中軸と、燃焼圧センサとを備えている。そして、この燃焼圧センサは、燃焼圧の発生に伴いヒータ部材に力が作用して、中軸がハウジングに対し相対変位することに基づき、燃焼圧の変化を検知する構造となっている。また、この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、燃焼ガスが、ハウジングの内側面と中軸との間の空間を通って、燃焼圧センサの配置された燃焼圧センサ側空間に到達するのを防止するために、中軸の周囲にＯリングが配置されている。
特開２００４−２７８９３４号公報

ところで、この燃焼圧センサ付きグロープラグでは、中軸の剛性が高いほど中軸の撓みを抑制することができる。これにより、中軸のハウジングに対する相対変位量が中軸で損失されにくくなるので、相対変位量を大きくすることができる。そして、相対変位量を大きくすることで、燃焼圧センサの出力を向上させることができる。従って、燃焼圧センサの出力を向上させるためには、剛性の高い中軸を用いることが有効である。このため、燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、中軸を従来よりも外径寸法の大きなものに変更することが考えられる。

しかしながら、ハウジングの形状を変更せずに外径寸法の大きな中軸を適用しようとすると、ハウジングの内側面と中軸との間の空間が小さくなる。このため、小さくなった空間に合わせて、太さ寸法の小さいＯリングを使用する必要がある。ところが、太さ寸法の小さいＯリングを用いると、Ｏリングの圧縮永久歪が大きくなるので、従来の燃焼圧センサ付きグロープラグに比べ、燃焼圧センサ側空間の気密性を確保できなくなる虞がある。そして、燃焼圧センサ側の気密性が確保できなくなると、燃焼ガスが直接、燃焼圧センサに作用してしまうので、センサの出力波形が乱れてしまい、燃焼圧を精度良く検出できないという問題が生じる。

そこで、気密性を確保しつつ外径寸法の大きな中軸を適用するために、肉厚の薄いハウジングを用いることにより、ハウジングの内側面と中軸との間の空間を従来と同等の大きさの空間とすることが考えられる。こうすることで、従来の燃焼圧センサ付きグロープラグと同じＯリングを使用することができ、燃焼圧センサ側空間の気密性を確保することができる。しかしながら、ハウジングの肉厚が薄いとハウジングの強度が下がるので、燃焼圧センサ付きグロープラグを内燃機関の取り付け孔にネジ止めする際に、締め付け荷重に対してハウジングが耐えられないという問題が生じる。従って、肉厚の薄いハウジングを用いることは困難である。
尚、ハウジングの内側面と中軸との間の空間及びハウジングの肉厚を確保しつつ、外径寸法の大きな中軸を適用するために、ハウジングの外径を大きくすることも考えられるが、燃焼圧センサ付きグロープラグ自体が大きくなってしまい、小型化の要求に対応できない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、燃焼圧センサ側の空間の気密性を確保しつつ燃焼圧センサの出力を向上できる燃焼圧センサ付きグロープラグを提供することを目的とする。

上記目的を達するために、本発明によると、内燃機関に取り付けられる筒状のハウジングと、前記ハウジングの先端側に内装され、通電により発熱するヒータ部材と、前記ハウジングに挿通され、前記内燃機関の燃焼圧の変化に伴って前記ハウジングに対して軸線方向に相対変位を生じ、かつ前記ヒータ部材と電気的に導通される中軸と、前記相対変位に基づいて前記燃焼圧の変化を検知する検知素子と、前記中軸のうち前記検知素子の配置位置より先端側の部位に配置され、前記中軸と前記ハウジングの内側面との間の空間のうち前記検知素子側と前記ヒータ部材側との間の気密を保持する、環状のシール部材と、を備える燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、前記中軸は、前記シール部材が配置される中軸小径部と、前記中軸小径部より先端側に位置し、該中軸小径部より大径の中軸大径部と、を有することを特徴とする。

本発明では、中軸に中軸小径部を設けている。これにより、ハウジングの内側面と中軸小径部との間には所定の大きさの空間を形成することができる。所定の大きさとは、シール部材により検知素子側の空間の気密性を確保できる大きさである。そして、中軸小径部にシール部材を配置することで、検知素子側の空間の気密性を確保するのに十分な太さを有したシール部材を用いることができる。
また、中軸小径部より先端側には、中軸小径部より大径の中軸大径部を有する。従って、中軸の剛性を高めることができ、燃焼圧センサの出力を向上させることができる。
つまり、このような形状の中軸にすることにより、検知素子側の空間の気密性を確保しつつ検知素子の出力を向上させることができる。

（実施形態１）
本発明の実施形態である燃焼圧センサ付きグロープラグを、図面と共に説明する。

まず、図１及び図２は本実施形態の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００である。燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００は、内燃機関の始動補助のために通電によってヒータ部材１１００を発熱させることができるほか、内燃機関の燃焼圧の変化を検知することができるように構成された燃焼圧センサ部１００５を有するグロープラグである。この燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００は、図１（ａ）に示すように、軸線ＡＸに沿う方向（以下、単に軸線方向ともいう）に延びる筒状のハウジング１２００と、このハウジング１２００内に保持された導電性の中軸１３００と、この中軸１３００の先端側（図１中下方）に配置されたヒータ部材１１００とを備えている。

このヒータ部材１１００は、図１（ｂ）に示すように、ヒータ先端部１１０１が略半球状の形状を有し、窒化珪素質セラミックからなる棒状を有する。このヒータ部材１１００は、ヒータ先端部１１０１内に非金属発熱体からなるヒータ発熱部１１１０を有する。また、ヒータ部材１１００の基端側の外周面には、このヒータ発熱部１１１０の発熱に必要な電力の供給端子であるヒータ接続部１１４０、１１５０を有する。さらに、ヒータ発熱部１１１０の両端とヒータ接続部１１４０、１１５０をそれぞれ導通するヒータ導電路１１２０、１１３０とを有する。これらは、窒化珪素質セラミックによって包囲されている。

一方、図１及び図２に示すように、ハウジング１２００は、筒状のハウジング本体部材１２２０、この先端側に配置され、ヒータ部材１１００を保持するヒータ保持部材１２１０、及びハウジング本体部材１２２０の基端に配置されているセンサキャップ１２３０（図２参照）からなる。そして、ハウジング本体部材１２２０の内径寸法はφ５．５ｍｍである。
このうち、ヒータ保持部材１２１０とハウジング本体部材１２２０とは、図１（ｂ）に示すように、ハウジング本体部材１２２０のうち先端側（図１中下方）に位置する先端側溶接部１２２４で、レーザ溶接により固着されている。また、ハウジング本体部材１２２０とセンサキャップ１２３０とは、図２に示すように、ハウジング本体部材１２２０の基端側（図２中上方）に位置する基端側第１溶接部１２２５で、レーザ溶接により固着されている。
このように３つの部材からなるハウジング１２００のうち、最も先端側にある部分をハウジング先端部１２０１とし、最も基端側にある部分をハウジング基端部１２０２とする。

このハウジング１２００は、ハウジング本体部材１２２０の軸線方向の中間部分に、このハウジング１２００を内燃機関の取付孔に取り付けるための雄ネジ部１２０３を備える。さらに、このハウジング１２００のハウジング本体部材１２２０は、ハウジング基端部１２０２と雄ネジ部１２０３との間に、ネジ止めのときにレンチなどの工具を係合させる六角形状の工具係合部１２０６を有する。

また、ヒータ保持部材１２１０は、ヒータ部材１１００を圧入させることにより、ヒータ先端部１１０１をハウジング先端部１２０１より先端側に突出させた形態で、ヒータ部材１１００を保持している。
さらに、ヒータ部材１１００のヒータ接続部１１４０とヒータ保持部材１２１０の内周面とが、電気的に導通するので、このヒータ部材１１００のヒータ発熱部１１１０の一端は、ハウジング１２００と電気的に接続されることになる。

一方、ヒータ部材１１００のうちヒータ基端部１１０２は、金属からなる接続リング１３３０のうち接続リング先端部１３３１内に圧入されている。さらに、中軸１３００の中軸先端部１３２０は、接続リング１３３０の接続リング基端部１３３２の内周に挿入され、中軸先端溶接部１３２１で溶接により固着されている。このため、中軸１３００と、ヒータ部材１１００とは、接続リング１３３０を介して、機械的に剛に結合される。その上、中軸１３００とヒータ部材１１００のヒータ接続部１１５０とは、接続リング１３３０を介して電気的に接続されている。

次いで、図２及び図３を参照しつつ、ハウジング１２００のうち最も基端側に位置するハウジング基端部１２０２について説明する。このハウジング基端部１２０２は、センサキャップ１２３０及びハウジング本体部材１２２０のハウジング本体基端部１２２３を含む。
このうち、センサキャップ１２３０は、略筒状の形態を有する胴部１２３２と、先端側に位置する円環状の環状部１２３３と、とを備える。さらに、このセンサキャップ１２３０は、胴部１２３２の基端（図２中上端）から、軸線ＡＸに直交し径方向内側に突出する第１内方突出部１２３１を含む。
また、胴部１２３２及び第１内方突出部１２３１には、中軸１３００をその軸線ＡＸに沿って貫通させると共に、リード線１６１０、１６２０を挿通するために、スリット状の挿通孔（図示しない）を有している。

なお、センサキャップ１２３０及びハウジング本体基端部１２２３は固着されているので、センサキャップ１２３０の第１内方突出部１２３１と胴部１２３２、及びハウジング本体基端部１２２３で、燃焼圧センサ部１００５をその内部に収容するための包囲空間Ｇを形成している。
この包囲空間Ｇの先端側に位置するハウジング本体基端部１２２３は、径方向内側に突出する第２内方突出部１２２１を構成する。

次いで、ハウジング１２００のハウジング基端部１２０２に形成された燃焼圧センサ部１００５について説明する。
この燃焼圧センサ部１００５は、センサキャップ１２３０、スリーブ部材１３４０、ハウジング本体部材１２２０のハウジング本体基端部１２２３（第２内方突出部１２２１）のほか、２枚の円環状の第１、第２圧電素子１４００、１５００、及び、４枚の円環状の第１、第２、第３、第４絶縁スペーサ１７１０、１７２０、１７３０、１７４０、第１、第２電極部材１６３０、１６４０（図３参照）、絶縁チューブ１３５１、１３５２を含む。

この燃焼圧センサ部１００５の中心には、図２に示すように、中軸１３００を挿通固着されたスリーブ部材１３４０が配置されている。このスリーブ部材１３４０は、その外方突出部１３４２が、ハウジング１２００の第１内方突出部１２３１よりも先端側に、かつ、ハウジング１２００の第２内方突出部１２２１よりも基端側に位置するよう配置されている。

まず、この燃焼圧センサ部１００５のうち、第１内方突出部１２３１と、外方突出部１３４２とで挟まれた部分について説明する。

第１内方突出部１２３１より先端側には、アルミナセラミックからなるリング状の第１絶縁スペーサ１７１０が、その内部にスリーブ部材１３４０を挿通した形態で配置されている。この第１絶縁スペーサ１７１０の先端側には、鉄−ニッケル合金からなる第１電極部材１６３０の一部であり、内部にスリーブ部材１３４０を挿通したリング状の第１−１電極部１６３１が配置されている。

さらに、第１−１電極部１６３１の先端側には、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とし、内部にスリーブ部材１３４０を挿通したリング状の第１圧電素子１４００が配置されている。この第１圧電素子１４００は、自身の軸線方向に分極されており、軸線方向に圧縮応力を受けると、その応力の変化に応じて、一方の端面である第１−１面１４１０にプラス電荷を発生し、第１−２面１４２０にマイナス電荷を発生する。なお、この第１圧電素子１４００は、第１−１面１４１０を基端側（図２中上方）に向けて配置されている。

さらに、この第１圧電素子１４００の先端側には、第２電極部材１６４０の一部であり、内部にスリーブ部材１３４０を挿通したリング状の第２−１電極部１６４１が配置されている。この第２−１電極部１６４１と外方突出部１３４２との間には、アルミナセラミックからなるリング状の第２絶縁スペーサ１７２０が配置されている。また、スリーブ部材１３４０における外方突出部１３４２より基端側の外周を絶縁チューブ１３５２が包囲している。

次いで、この燃焼圧センサ部１００５のうち、外方突出部１３４２と、第２内方突出部１２２１とで挟まれた部分について説明する。

外方突出部１３４２の先端側に、アルミナセラミックからなるリング状の第３絶縁スペーサ１７３０、第１電極部材１６３０の一部であるリング状の第１−２電極部１６３３が、いずれも、内部にスリーブ部材１３４０を挿通した状態で配置されている。

さらに、第１−２電極部１６３３の先端側には、第１圧電素子１４００と同一の形状及び特性を有し、内部にスリーブ部材１３４０を挿通したリング状の第２圧電素子１５００が配置されている。この第２圧電素子１５００も、自身の軸線方向に分極されており、軸線方向に圧縮応力を受けると、その応力の変化に応じて、一方の端面である第２−１面１５１０にプラス電荷を発生し、第２−２面１５２０にマイナス電荷を発生する。なお、本実施例では、この第２圧電素子１５００は、第２−２面１５２０を基端側（図２中上方）に向けて配置されている。

さらに、この第２圧電素子１５００の先端側には、第２電極部材１６４０の一部であるリング状の第２−２電極部１６４３が配置されている。また、さらに先端側に、アルミナセラミックからなるリング状の絶縁スペーサ１７４０が配置されている。また、前述したように、スリーブ部材１３４０における外方突出部１３４２より先端側の外周を絶縁チューブ１３５１が包囲している。

この燃焼圧センサ部１００５では、センサキャップ１２３０は、軸線方向先端方向への押圧力が掛けられた状態、即ち、第１、第２圧電素子１４００、１５００に軸線方向の圧縮力が掛かった状態で、その環状部１２３３がその全周に亘って、ハウジング本体基端部１２２３の外周面のうち基端側第１溶接部１２２５に、レーザ溶接されている。従って、この燃焼圧センサ部１００５では、第１圧電素子１４００及び第２圧電素子１５００に軸線方向に圧縮の予荷重が常時掛かる状態となっている。

また、第１圧電素子１４００及び第２圧電素子１５００で発生した電荷（出力信号）は、第１電極部材１６３０、第２電極部材１６４０、リード線１６１０、１６２０及びケーブル１６５０によって外部に取り出されている。図示しないチャージアンプなどを経由してＥＣＵなどの制御機器に入力され、燃焼圧の変化を検知する。

本実施例の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００では、図２に示すように、上述の燃焼圧センサ部１００５を含むハウジング基端部１２０２は、筒状の包囲部材１０１０に包囲されその内部に収容されている。この包囲部材１０１０内には、基端側から樹脂１０４０が充填されており、この樹脂１０４０により燃焼圧センサ部１００５が包囲され封止されている。

次に、中軸１３００ついて説明する。中軸１３００は、ハウジング１２００の内部に配置されている。この中軸１３００の基端側には、端子部１３１０が配置されている。そして、この端子部１３１０は、ハウジング基端部１２０２（センサキャップ１２３０）より基端側に位置して、ハウジング１２００より基端側に突出しており、図示しない接続端子を差し込み接続できる形態にされている。

また、中軸１３００は円柱形状で、鉄を主成分とした材料（例えば、Ｓ４５ＣやＳＵＳ４３０）からなり、外径の異なる中軸小径部１３８０と中軸大径部１３９０を備えている。そして、それぞれの径寸法は、中軸小径部１３８０の径がφ３．０ｍｍ、中軸大径部１３９０の径がφ４．８ｍｍである。つまり、ハウジング１２００と中軸小径部１３８０との間隙は１．２５ｍｍで、ハウジング１２００と中軸大径部１３９０の間隙は０．３５ｍｍである。
また、中軸小径部１３８０は、中軸１３００の基端側に形成されている。中軸小径部１３８０とハウジング１２００との間には、シリコンゴムやフッ素ゴムなどの樹脂製のゴムからなるＯリング（本発明でいうシール部材）２０００が介在している。このＯリング２０００の取り付け前の太さ寸法はφ１．６ｍｍである。そして、このＯリング２０００より、ハウジング１２００内の燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保している。なお、燃焼圧センサ部１００５は中軸小径部１３８０に形成されている。
また、中軸大径部１３９０は、中軸小径部１３８０よりも大径であり、中軸小径部１３８０より先端側に形成されている。

このように、中軸１３００には、中軸小径部１３８０が設けられる。これにより、ハウジング１２００の内側面と中軸小径部１３８０との間には所定の大きさの空間を形成することができる。所定の大きさとは、Ｏリング２０００により燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保できる大きさである。そして、中軸小径部１３８０にＯリング２０００を配置することで、燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保するのに十分な太さを有したＯリング２０００を用いることができる。
また、中軸小径部１３８０より先端側には、中軸小径部１３８０より大径の中軸大径部１３９０を有する。従って、中軸１３００の剛性を高めることができ、燃焼圧センサ部１００５の出力を向上させることができる。
つまり、このような形状の中軸１３００にすることにより、燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保しつつ検知素子の出力を向上させることができる。

ここで、上述の効果を確認するために、この実施例及び比較例の燃焼圧センサ付きグロープラグの燃焼圧センサの出力を、図４に示す内燃機関２６００を使用した測定システム２５００を用いて実際の出力を測定した。この測定システム２５００では、燃焼室２６０２内に燃料インジェタ２８００を用いて燃料を噴射するタイプの内燃機関２６００を用いた。回転数が２０００ｒｐｍでトルクが１００Ｎｍという条件で、内燃機関２６００の燃焼圧を、本実施例にかかる中軸１３００を用いた燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００、及び、比較例である従来の中軸を用いた燃焼圧センサ付きグロープラグを用いて計測した
ここで、従来の燃焼圧センサ付きグロープラグは、中軸がφ３．０ｍｍのストレートの円柱形状である以外は、実施形態１の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００と同一である。
なお、基準圧力センサ２７００（ＫＩＳＴＬＥＲ社製６０５２Ａ）を用いて、燃焼圧の大きさを本実施例及び比較例で同一になるように調整して測定した。

具体的には、燃焼圧センサ部１００５の出力は、チャージアンプ２５０１（ＫＩＳＴＬＥＲ社製５０１１）に接続され、基準圧力センサ２７００の出力はチャージアンプ２５０２（ＫＩＳＴＬＥＲ社製５０１１）に接続されている。さらに、チャージアンプ２５０１、２５０２の出力はオシロスコープ２５０３に接続されている。また、内燃機関２６００のクランク角との関係を観測するため、内燃機関２６００の図示しないクランク角センサ出力もオシロスコープ２５０３に接続されている。

この状態で、内燃機関２６００を作動させ、オシロスコープ３５００のＸ軸入力にクランク角センサ出力を、Ｙ軸入力にチャージアンプ２５０１出力を接続して、その関係を示すグラフを示す波形を取得した。

測定システム２５００を用いて測定した結果を図５に示す。横軸はクランク角であり、縦軸はセンサ出力を示している。グラフ２９００は、従来の燃焼圧センサ付きグロープラグ燃焼圧センサ部１００５についてのクランク角とセンサ出力との関係を示すグラフである。グラフ２９０１は本実施例の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００の燃焼圧センサ部１００５についてのクランク角とセンサ出力との関係を示すグラフである。

図５から、本発明の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００のセンサ出力は、比較例の燃焼圧センサ付きグロープラグと比較して、センサ出力のピーク時のクランク角が変化することなく、センサ出力が向上している。出力のピーク時のクランク角が変化しないのは、実施例と比較例とが同等の気密性を有しているためである。つまり、本発明により、ハウジング内の気密を確保したまま、出力を向上させることができる。

次いで、本実施例１にかかる燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００の製造方法について説明する。まず、ヒータ部材１１００の製造を公知の手法により作製する。

次に、中軸１３００を、先端側から順に、中軸先端部１３２０、中軸大径部１３９０、中軸小径部１３８０となるように、鍛造、切削により加工する。次いで、ヒータ部材１１００のうち基端側をヒータ保持部材１２１０に圧入固定し、ヒータ基端部１１０２を接続リング１３３０を介して中軸１３００の中軸先端部１３２０と結合する。次いで、中軸１３００をハウジング本体部材１２２０の先端側から挿通させて、ヒータ保持部材１２１０とハウジング本体部材１２２０を固着する。そして、Ｏリング２０００をハウジング本体部材１２２０の基端側から挿通させる。このようにして、ハウジング１２００内に中軸１３００が配置された状態において、本実施例１の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００の燃焼圧センサ部１００５を以下のようにして製造する。

まず、図３に示す燃焼圧センサ部１００５の製造のうち、各部材のスリーブ部材１３４０への組付について説明する。スリーブ部材１３４０の第１筒部１３４１及び第２筒部１３４３にはあらかじめ絶縁チューブ１３５１及び絶縁チューブ１３５２をそれぞれ被せておく。そして、スリーブ部材１３４０の第１筒部１３４１に、第２絶縁スペーサ１７２０、第２−１電極部１６４１、第１圧電素子１４００を、この順に挿通する。また、中軸スリーブ１３４０の第２筒部１３４３に第３絶縁スペーサ１７３０、第１−２電極部１６３３、第２圧電素子１５００を、この順に挿通する。次いで、第１−２電極部１６３３の他端である第１−１電極部１６３１を第１筒部１３４１に挿通し、同様に、第２−１電極部１６４１の他端である第２−２電極部１６４３を第２筒部１３４３に挿通する。最後に、第１絶縁スペーサ１７１０を第１筒部１３４１に、第４絶縁スペーサ１７４０を第２筒部１３４３に挿通して、各部材のスリーブ部材１３４０の組付が完了する。

次いで、中軸１３００を、このスリーブ部材１３４０の先端側から挿通して、ハウジング本体基端部１２２３に第４絶縁スペーサ１７４０を当接させる。さらに、センサキャップ１２３０を、スリーブ部材１３４０の第１筒部１３４１が一部基端側に突出した状態で、軸線方向基端側から先端側に向けて所定の押圧力で押圧する。この押圧力を維持した状態で、このセンサキャップ１２３０の環状部１２３３と、ハウジング基端部１２０２の基端側の外周面のうち基端側第１溶接部１２２５を、ＹＡＧレーザを用いて全周に亘りレーザ溶接する。

その後、スリーブ部材１３４０の基端側第１溶接部１２２５と、中軸１３００との境界部分を、全周に亘りアーク溶接する。これにより、スリーブ部材１３４０が中軸１３００に固着されて一体となる。

次いで、図３に示すようにリード線１６１０、１６２０を第１電極部材１６３０及び第２電極部材１６４０にスポット溶接する。さらに、包囲部材１０１０を基端側から被せ、ハウジング本体部材１２２０の基端側第２溶接部１２２６をハウジング基端部１２０２と全周に亘ってレーザ溶接する（図２参照）。その後、センサキャップ１２３０の基端側及び包囲部材１０１０内に樹脂を充填し硬化させて、封止樹脂１０４０を形成する。最後に、中軸１３００と端子部１３１０とを結合し、燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００を完成させる。

本実施例１の燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００においては、中軸小径部１３８０の外径は、Ｏリング２０００によって、ハウジング１２００内の燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保できるように設定する。特に、燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保しながら剛性の高い中軸１３００とするためには、中軸小径部１３８０とハウジング１２００の内側面との間隙が、Ｏリング２０００によって、燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を保つことが可能な最小距離となるように、中軸小径部１３８０の外径を設定することが好ましい。

また、中軸大径部１３９０の外径は、中軸小径部１３８０より大径で、ハウジング１２００内に配置できるように設定する。また、中軸１３００の剛性をより高くするために、中軸大径部１３９０の外径は、ハウジング１２００内に接することなく配置できる最大値に設定することが好ましい。この燃焼圧センサ付きグロープラグ１０００では、中軸１３００はハウジング本体部材１２２０の先端側から挿入するので、中軸大径部１３９０の外径は、中軸大径部１３９０とハウジング本体部材１２２０との間隙が０．１〜０．５ｍｍになるように、設定することが好ましい。

更に、中軸大径部１３９０は、できる限り軸方向に長くすることが好ましい。これにより、中軸１３００の剛性をより効率よく高くすることができるので、中軸１３００がたわみにくくなり、センサの出力が向上する。

（変形例１）
次いで、実施例１の変形例について、図６を参照して説明する。上述の実施例では、非金属発熱体からなるヒータ発熱部１１１０を含むヒータ部材１１００、具体的にはいわゆるセラミックヒータを用いた。これに対し、本変形例の燃焼圧センサ付きグロープラグ５０００では、金属発熱体からなるヒータ部材５１０１を含むシース部材５１００を用いる点で異なる。

図６は、燃焼圧センサ付きグロープラグ５０００の拡大断面図である。この燃焼圧センサ付きグロープラグ５０００は、軸線方向に延びる筒状のハウジング５２００と、このハウジング５２００内に保持された中軸５３００と、その内部にコイル状のヒータ部材５１０１を保持し、先端（図１６中、下端）が略半球状に閉塞したシース部材５１００を有している。
ヒータ部材５１０１は、図６に示すように、絶縁桿５１０２の周りを巻回して形成された鉄−クロム合金やコバルト−ニッケル合金などからなる金属線である。このヒータ部材５１０１、一端が先端側（図中下方）でシース部材５１００に溶着している。一方端は、中軸５３００の中軸先端部５３０１に巻きつけられて中軸５３００と導通している。
従って、シース部材５１００及びこれが固着されているハウジング５２００と中軸５３００との間に電圧を印加することで、ヒータ部材５１０１に電流が流れ、発熱させることができる。ヒータ部材５１０１及び中軸５３００の中軸先端部５３０１は、シース部材５１００内に絶縁充填粉末５１０３と共に配置されており、絶縁充填粉末５１０３が密に充填されているので、ヒータ部材５１０１及び中軸５３００とシース部材５１００とは機械的に一体に結合している。
また、中軸５３００は円柱形状で、外径の異なる中軸小径部５３８０と中軸大径部５３９０を備えている。これらのうち中軸小径部５３８０は、中軸５３００の基端側に形成されている。中軸小径部５３８０とハウジング５２００との間には、Ｏリング２０００が介在している。また、中軸大径部５３９０は、中軸小径部５３８０よりも大径であり、中軸小径部５３８０より先端側に形成されている。

実施例１と同様に、燃焼圧センサ付きグロープラグ５０００でも、このような形状の中軸５３００にすることにより、燃焼圧センサ部１００５側の空間の気密性を確保しつつセンサの出力を向上させることができる。

なお、本発明は、本実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

実施例にかかる燃焼圧検知機能付グロープラグを示し、（ａ）は全体の半断面図、（ｂ）は先端付近の要部拡大縦断面図である。 実施例にかかる燃焼圧検知機能付グロープラグのうち、基端付近を拡大して示す拡大縦断面図である。 実施例にかかる燃焼圧検知機能付グロープラグを示し、燃焼圧センサの構造を示す説明図である。 燃焼圧検知機能付グロープラグのセンサ出力を内燃機関を使用して測定するシステムを示す説明図である。 図４の測定システムを使用して得られた、内燃機関のクランク角と、実施例及び比較例にかかる燃焼圧検知機能付グロープラグの出力との関係を示すグラフである。 変形例にかかる燃焼圧検知機能付グロープラグを示し、（ａ）は全体の半断面図、（ｂ）は先端付近の要部拡大縦断面図である。

符号の説明

１０００・・・燃焼圧センサ付きグロープラグ、１００５・・・燃焼圧センサ部、１１００・・・ヒータ部材、１２００・・・ハウジング、１２０２・・・ハウジング基端部、１２０３・・・雄ネジ部、１２０６・・・工具係合部、１２１０・・・ヒータ保持部材、１２２１・・・第２内方突出部、１２２３・・・ハウジング本体基端部、１２３１・・・第１内方突出部、１３００・・・中軸、１３８０・・・中軸小径部、１３９０・・・中軸大径部、１３４０・・・スリーブ部材、１３４２・・・外方突出部、１４００・・・第１圧電素子、１５００・・・第２圧電素子、１６３０・・・第１電極部材、１６４０・・・第２電極部材、２０００・・・リング部材、ＡＸ・・・軸線

Claims (1)

1. 内燃機関に取り付けられる筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの先端側に内装され、通電により発熱するヒータ部材と、
   前記ハウジングに挿通され、前記内燃機関の燃焼圧の変化に伴って前記ハウジングに対して軸線方向に相対変位を生じ、かつ前記ヒータ部材と電気的に導通される中軸と、
   前記相対変位に基づいて前記燃焼圧の変化を検知する検知素子と、
   前記中軸のうち前記検知素子の配置位置より先端側の部位に配置され、前記中軸と前記ハウジングの内側面との間の空間のうち前記検知素子側と前記ヒータ部材側との間の気密を保持する、環状のシール部材と、を備える燃焼圧センサ付きグロープラグにおいて、
   前記中軸は、前記シール部材が配置される中軸小径部と、前記中軸小径部より先端側に位置し、該中軸小径部より大径の中軸大径部と、を有することを特徴とする燃焼圧センサ付きグロープラグ。