JP4360320B2

JP4360320B2 - Spark plug

Info

Publication number: JP4360320B2
Application number: JP2004356809A
Authority: JP
Inventors: 浩己平松
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: JP2006164840A

Description

本発明は、エンジンの燃焼室内の燃料に点火を行うと共に、燃焼室内の圧力を検出するスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug that ignites fuel in a combustion chamber of an engine and detects a pressure in the combustion chamber.

従来より、エンジンの燃焼室内に導入される燃料を着火するスパークプラグが広く使用されている。このようなスパークプラグにおいて、混合気を着火すると共に、燃焼室内の圧力を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a spark plug for igniting fuel introduced into a combustion chamber of an engine has been widely used. As such a spark plug, there has been proposed one that ignites an air-fuel mixture and detects a pressure in a combustion chamber (see, for example, Patent Document 1).

従来のスパークプラグは、エンジン等に取り付けるための取付用ネジ部が設けられた円柱状のハウジングと、ハウジング内に固定されスパークプラグとしての機能を果たすプラグ部と、ハウジング内に設置され燃焼室内の燃焼圧を検出する圧力検出部と、を備えて構成されている。 A conventional spark plug has a cylindrical housing provided with a mounting screw portion for mounting to an engine or the like, a plug portion fixed in the housing and functioning as a spark plug, and installed in the housing in the combustion chamber. And a pressure detector that detects the combustion pressure.

プラグ部は、一端部がハウジングの一端部から突出するようにハウジング内に固定された絶縁碍子と、一端部が絶縁碍子の一端部から突出するように絶縁碍子の軸孔内に固定された中心電極と、ハウジングに固定されて中心電極の一端部との間に火花放電ギャップを介して対向する接地電極と、を備えている。 The plug portion has an insulator fixed in the housing so that one end portion protrudes from one end portion of the housing, and a center fixed in the shaft hole of the insulator so that one end portion protrudes from one end portion of the insulator. An electrode and a ground electrode fixed to the housing and opposed to one end of the center electrode via a spark discharge gap are provided.

圧力検出部は、燃焼圧を受けるとその圧力に応じた電圧値を出力するセンサチップと、そのセンサチップから出力される電圧信号を外部に出力するためのリード線と、を備えている。 The pressure detection unit includes a sensor chip that outputs a voltage value corresponding to the pressure when the combustion pressure is received, and a lead wire for outputting a voltage signal output from the sensor chip to the outside.

これらプラグ部および圧力検出部は、別々の場所（中心軸上）にそれぞれ配置され、ハウジング内に固定された状態になっている。そして、ハウジングがエンジンに固定されると、プラグ部によって燃料を着火すると共に、燃料が燃焼した際の燃焼室内の燃焼圧を検出できるようになっている。
特開平４−１４９９８６号公報 The plug part and the pressure detection part are arranged at different locations (on the central axis) and are fixed in the housing. When the housing is fixed to the engine, the fuel is ignited by the plug portion, and the combustion pressure in the combustion chamber when the fuel is combusted can be detected.
JP-A-4-149986

近年、エンジン高出力化のためにエンジンに設けられるインテークマニホールドやエキゾーストマニホールドのバルブ径の拡大や、水廻り改善のためにエンジンに対してウォータージャケットを確保することが必要になってきている。そのため、エンジンに取付けられるスパークプラグの設置スペースが小さくなるとともに、燃焼室周りのスペースを確保するため、スパークプラグの小型化（細径化）が要求されてきている。 In recent years, in order to increase engine output, it has become necessary to secure a water jacket for the engine in order to increase the valve diameter of an intake manifold and exhaust manifold provided in the engine and to improve water circulation. Therefore, the installation space of the spark plug attached to the engine is reduced, and in order to secure the space around the combustion chamber, downsizing (thinning of the diameter) of the spark plug has been required.

しかしながら、上記従来の技術では、プラグ部および圧力検出部の両方をハウジング内に固定し、圧力検出部内に燃焼圧を導入する穴を設けているため、ハウジングの径を確保する必要がある。このようなことから、プラグ部と圧力検出部とを一体化したスパークプラグのねじ部の径を小型化することができなかった。 However, in the above conventional technique, since both the plug portion and the pressure detection portion are fixed in the housing, and the hole for introducing the combustion pressure is provided in the pressure detection portion, it is necessary to ensure the diameter of the housing. For this reason, the diameter of the thread portion of the spark plug in which the plug portion and the pressure detection portion are integrated cannot be reduced.

また、エンジンＥＣＵから引き延ばされた配線をスパークプラグに接続しようとすると、プラグ部および圧力検出部の各コネクタ部分がハウジングの軸上から外れた位置にある。このため、エンジンＥＣＵから引き延ばされた配線を単にスパークプラグのハウジングの軸方向に差し込むことができなかった。さらに、プラグ部用および圧力検出用の各配線をそれぞれ接続することになるため、エンジン周りにおいてプラグ部用および圧力検出用の各配線が煩雑になってしまう。 Further, when the wiring extended from the engine ECU is to be connected to the spark plug, the connector portions of the plug portion and the pressure detection portion are at positions away from the axis of the housing. For this reason, the wiring extended from the engine ECU could not be simply inserted in the axial direction of the spark plug housing. Furthermore, since the plug portion and the pressure detection wires are connected to each other, the plug portion and the pressure detection wires are complicated around the engine.

本発明は、上記点に鑑み、燃焼室内の燃焼圧を検出できるスパークプラグにおいて、小型化を図り、かつ、スパークプラグに対する配線の接続を容易にするスパークプラグの構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a spark plug structure capable of reducing the size and facilitating connection of wiring to the spark plug in a spark plug capable of detecting the combustion pressure in the combustion chamber. .

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、放電部は、ハウジング（１１０）内に固定され中空部を有する絶縁碍子（１２０）の一端側の先端部（１２１）から突出するように固定される中心電極（１３０）と、絶縁碍子の他端側から突出する圧力伝達部材（１３６、１３９）と、圧力伝達部材に対向する位置に取り付けられて圧力伝達部材を介して伝達される燃焼圧に応じた電気信号を出力するセンサチップ（１５３）と、を有しており、接続部は、中心電極およびセンサチップにそれぞれ電気的に接続される外部用コネクタ（２５０）を有しており、圧力伝達部材、センサチップ、そして外部用コネクタは、中心電極と同軸上に配置され、圧力伝達部材は中心電極を介して燃焼圧を受けると、ハウジングに対して相対的に変位するようになっていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the discharge portion protrudes from the distal end portion (121) on one end side of the insulator (120) fixed in the housing (110) and having a hollow portion. A central electrode (130) fixed to the insulator, a pressure transmission member (136, 139) protruding from the other end of the insulator, and a position that faces the pressure transmission member and is transmitted via the pressure transmission member And a sensor chip (153) that outputs an electrical signal corresponding to the combustion pressure, and the connecting portion includes an external connector (250) that is electrically connected to the center electrode and the sensor chip, respectively. The pressure transmission member, the sensor chip, and the external connector are arranged coaxially with the center electrode, and the pressure transmission member is displaced relative to the housing when receiving the combustion pressure through the center electrode. It is characterized that it is so that.

このように、圧力伝達部材、センサチップを、中心電極の軸上に配置する。これにより、中心電極が受けた燃焼圧を、中心電極、圧力伝達部材を介してセンサチップに伝えることができる。また、中心電極と同軸上に配置された圧力伝達部材を介して燃焼圧をセンサチップに導くようにすることで、燃焼室から直接燃焼圧を導くためにハウジングに別穴を設ける必要が無くなる。これにより、ハウジングを放電のために必要な径のサイズにまで縮小化させることができ、燃焼圧を検出するスパークプラグの小型化を実現させることができる。 Thus, the pressure transmission member and the sensor chip are arranged on the axis of the center electrode. Thereby, the combustion pressure received by the center electrode can be transmitted to the sensor chip via the center electrode and the pressure transmission member. Further, by introducing the combustion pressure to the sensor chip via the pressure transmission member arranged coaxially with the center electrode, it is not necessary to provide another hole in the housing in order to guide the combustion pressure directly from the combustion chamber. Thereby, the housing can be reduced to the size of the diameter necessary for discharge, and the spark plug for detecting the combustion pressure can be downsized.

また、放電部に接続部が接続されること、および、その接続部において中心電極と同軸上に位置するように外部用コネクタが配置されることで、外部配線を外部用コネクタに対してスパークプラグの軸方向に差し込むだけで容易に接続することができる。さらに、圧力検出、放電両方の電気的接続を外部用コネクタを介して行うため、各外部配線の煩わしさを低減させることができる。 In addition, since the connecting portion is connected to the discharge portion, and the external connector is disposed so as to be coaxial with the center electrode at the connecting portion, the external wiring is connected to the external connector with a spark plug. It can be easily connected by simply inserting in the axial direction. Furthermore, since both the pressure detection and the electrical connection are performed via the external connector, the troublesomeness of each external wiring can be reduced.

請求項２に記載の発明では、圧力伝達部材はロッド（１３６）であり、絶縁碍子の中空部には、中心電極の他端に電気的に接続される内部部材（１３３〜１３５）が設置され、ロッドは内部部材を介して中心電極とは反対側に取り付けられており、中心電極の先端が燃焼圧を受けると、絶縁碍子がハウジングに対して摺動することで、ロッドが中心電極の軸上を移動するようになっていることを特徴としている。 In the invention according to claim 2, the pressure transmission member is a rod (136), and an internal member (133-135) electrically connected to the other end of the center electrode is installed in the hollow portion of the insulator. The rod is attached to the opposite side of the center electrode via an internal member, and when the tip of the center electrode is subjected to combustion pressure, the insulator slides relative to the housing, so that the rod moves to the axis of the center electrode. It is characterized by moving on top.

このように、絶縁碍子にロッドを固定し、中心電極が燃焼圧を受けると絶縁碍子がハウジングに対して摺動する。これにより、中心電極が受けた燃焼圧を、絶縁碍子と共に摺動するロッドを介してセンサチップに伝えることができる。 As described above, when the rod is fixed to the insulator and the center electrode receives the combustion pressure, the insulator slides with respect to the housing. Thereby, the combustion pressure received by the center electrode can be transmitted to the sensor chip via the rod sliding with the insulator.

請求項３に記載の発明では、圧力伝達部材は突起部（１３９ａ）であり、絶縁碍子の中空部には、一端が中心電極の他端に固定されるセラミック管（１３９）が設置され、セラミック管内部に中心電極に電気的に接続される内部部材（１３３〜１３５）が設置されており、セラミック管の他端には、その端面から突出する突起部が設けられており、中心電極の先端が燃焼圧を受けると、セラミック管が、中心電極と共に、絶縁碍子内部にて摺動することで突起部が中心電極の軸上を移動するようになっていることを特徴としている。 In the invention according to claim 3, the pressure transmission member is a protrusion (139a), and a ceramic tube (139) having one end fixed to the other end of the center electrode is installed in the hollow portion of the insulator, and the ceramic Internal members (133 to 135) that are electrically connected to the center electrode are installed inside the tube, and the other end of the ceramic tube is provided with a protrusion protruding from the end surface, and the tip of the center electrode When the ceramic tube is subjected to combustion pressure, the ceramic tube slides inside the insulator together with the center electrode, so that the protrusion moves on the axis of the center electrode.

このように、中心電極にセラミック管を固定し、センサチップをセラミック管の突起部に対向する位置に配置する。これにより、中心電極が受けた燃焼圧を、セラミック管の突起部を介してセンサチップに伝えることができる。 In this way, the ceramic tube is fixed to the center electrode, and the sensor chip is disposed at a position facing the protrusion of the ceramic tube. Thereby, the combustion pressure received by the center electrode can be transmitted to the sensor chip via the protrusion of the ceramic tube.

請求項４に記載の発明では、圧力伝達部材はロッド（１３６）であり、絶縁碍子の中空部には、中心電極の他端に電気的に接続される内部部材（１３３〜１３５）が設置され、ロッドは内部部材を貫通して中心電極の他端に固定されており、中心電極の先端が燃焼圧を受けると、ロッドは、絶縁碍子内部において、中心電極と共に摺動するようになっていることを特徴としている。 In the invention according to claim 4, the pressure transmission member is a rod (136), and an internal member (133-135) electrically connected to the other end of the center electrode is installed in the hollow portion of the insulator. The rod penetrates the internal member and is fixed to the other end of the center electrode. When the tip of the center electrode receives combustion pressure, the rod slides with the center electrode inside the insulator. It is characterized by that.

このように、ロッドを中心電極に固定し、センサチップを中心電極の軸上に配置する。これにより、中心電極が受けた燃焼圧を、ロッドを介してセンサチップに伝えることができる。 Thus, the rod is fixed to the center electrode, and the sensor chip is arranged on the axis of the center electrode. Thereby, the combustion pressure received by the center electrode can be transmitted to the sensor chip via the rod.

請求項５に記載の発明では、絶縁碍子には、その外周から中空部に貫通する孔（１２３）が設けられると共に、この孔内部に中心電極に電気的に接続される配線（１２４）が配置され、絶縁碍子において孔の外周に配線に電気的に接続されるリングターミナル（１２５）が固定されており、放電部は、外部コネクタに電気的に接続されるターミナル（１６３）を有するコネクタ（１６０）を備えており、ターミナルは、リングターミナルに接触することで電気的導通が図られていると共に、リングターミナルに対して摺動するようになっていることを特徴としている。 In the invention according to claim 5, the insulator is provided with a hole (123) penetrating from the outer periphery to the hollow portion, and a wiring (124) electrically connected to the center electrode is disposed in the hole. The ring terminal (125) electrically connected to the wiring is fixed to the outer periphery of the hole in the insulator, and the discharge part is a connector (160) having a terminal (163) electrically connected to the external connector. The terminal is characterized in that it is electrically connected by contacting the ring terminal and slides relative to the ring terminal.

このように、絶縁碍子に固定されたリングターミナルと、コネクタに備えられたターミナルと、が摺動するようになっている。これにより、ハウジングに対して絶縁碍子が摺動したとしても、外部用コネクタをターミナル、リングターミナル、そして配線を介して中心電極に電気的に接続し続けることができる。 Thus, the ring terminal fixed to the insulator and the terminal provided in the connector slide. Thereby, even if the insulator slides relative to the housing, the external connector can continue to be electrically connected to the center electrode via the terminal, the ring terminal, and the wiring.

請求項６に記載の発明では、圧力伝達部材においてセンサチップに対向する部位は球形状になっていることを特徴としている。このように、ロッドの他端を球形状とし、台座に点接触させる。これにより、センサチップの圧力検出感度を上げることができる。 The invention according to claim 6 is characterized in that a portion of the pressure transmission member that faces the sensor chip has a spherical shape. Thus, the other end of the rod is formed into a spherical shape and brought into point contact with the pedestal. Thereby, the pressure detection sensitivity of the sensor chip can be increased.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの全体概略断面図である。また、図２は、図１のスパークプラグＳ１において、圧力検出および燃料着火部分を拡大した図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 FIG. 1 is an overall schematic cross-sectional view of a spark plug according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the pressure detection and fuel ignition portion in the spark plug S1 of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

図１に示されるように、スパークプラグＳ１は、放電部１００と、接続部２００と、を備えて構成されている。放電部１００は、エンジンの燃焼室内において火花放電により、燃料を着火すると共に、燃料が燃焼する際の燃焼圧を検出するものである。接続部２００は、放電部１００に接続されると共に、外部回路（例えばエンジンＥＣＵ）との接続部分となるものである。 As shown in FIG. 1, the spark plug S <b> 1 includes a discharge unit 100 and a connection unit 200. The discharge unit 100 ignites the fuel by spark discharge in the combustion chamber of the engine and detects the combustion pressure when the fuel burns. The connection unit 200 is connected to the discharge unit 100 and serves as a connection part with an external circuit (for example, an engine ECU).

以下、図２を参照して、放電部１００について説明する。放電部１００は、導電性の鉄鋼材料（例えば低炭素鋼）等よりなる円管状構造の第１ハウジング１１０を有しており、この第１ハウジング１１０は、図示しないエンジンブロックに固定するためのねじ部１１１を備えている。なお、第１ハウジング１１０は、本発明のハウジングに相当する。 Hereinafter, the discharge unit 100 will be described with reference to FIG. The discharge unit 100 includes a first housing 110 having a circular tubular structure made of a conductive steel material (for example, low carbon steel) or the like, and the first housing 110 is a screw for fixing to an engine block (not shown). Part 111 is provided. The first housing 110 corresponds to the housing of the present invention.

第１ハウジング１１０の内部には、アルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）等からなる絶縁碍子１２０が固定されており、この絶縁碍子１２０の先端部１２１は、第１ハウジング１１０の一端部１１２から露出するように設けられている。 An insulator 120 made of alumina ceramic (Al ₂ O ₃ ) or the like is fixed inside the first housing 110, and a tip 121 of the insulator 120 is exposed from one end 112 of the first housing 110. It is provided as follows.

そして、絶縁碍子１２０は第１ハウジング１１０の内部に挿入された状態で、絶縁碍子１２０と第１ハウジング１１０とが、第１ハウジング１１０の他端部に形成されたかしめ部１１３にてかしめ固定されている。 The insulator 120 and the first housing 110 are caulked and fixed by a caulking portion 113 formed at the other end of the first housing 110 in a state in which the insulator 120 is inserted into the first housing 110. ing.

絶縁碍子１２０の内孔１２２には、柱状の中心電極１３０がその先端部１３１を絶縁碍子１２０の先端部１２１から露出させるように固定されており、この中心電極１３０は絶縁碍子１２０を介して第１ハウジング１１０に絶縁保持されている。 A columnar center electrode 130 is fixed to the inner hole 122 of the insulator 120 so that the tip 131 thereof is exposed from the tip 121 of the insulator 120, and the center electrode 130 is inserted through the insulator 120. One housing 110 is insulated and held.

中心電極１３０は、内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料（例えばインコネル（登録商標））により構成される。そして、中心電極１３０の一端側の先端部１３１には、中心電極側チップ１３２が取り付けられている。この中心電極側チップ１３２は、例えば、円板状のＩｒ合金からなるＩｒ合金チップであり、中心電極１３０における電極母材である先端部１３１に対してレーザ溶接によって接合されている。 The center electrode 130 is composed of a metal material having excellent thermal conductivity such as Cu as an inner material, and a metal material (for example, Inconel (registered trademark)) having excellent heat resistance and corrosion resistance such as a Ni-based alloy as an outer material. A center electrode side chip 132 is attached to the tip 131 on one end side of the center electrode 130. The center electrode side tip 132 is, for example, an Ir alloy tip made of a disk-shaped Ir alloy, and is joined to the tip 131 that is an electrode base material in the center electrode 130 by laser welding.

絶縁碍子１２０の内孔１２２において、中心電極１３０の他端側に、シール部材としての銅ガラス１３３、カーボンで構成されるレジスタ１３４、銅ガラス１３３、金属（例えばスチール）で構成されるステム１３５、そしてガラス１３７が順に設置され、ガラス１３７を貫いてステム１３５に一端が固定される柱状のロッド１３６が設置されている。ロッド１３６は例えば碍子で形成され、その他端は球形状になっており、後述する台座に点接触した状態になっている。なお、ロッド１３６は、本発明の圧力伝達部材に相当する。 In the inner hole 122 of the insulator 120, on the other end side of the center electrode 130, copper glass 133 as a seal member, resistor 134 made of carbon, copper glass 133, stem 135 made of metal (for example, steel), A glass rod 137 is installed in order, and a columnar rod 136 having one end fixed to the stem 135 through the glass 137 is installed. The rod 136 is formed of, for example, an insulator, and the other end has a spherical shape. The rod 136 corresponds to the pressure transmission member of the present invention.

また、ガラス１３７は、ステム１３５と供述する第２ハウジングとを絶縁するものであり、絶縁碍子１２０の他端側の端部に固定されたセラミック板１３８によって絶縁碍子１２０内部に封止される。 Further, the glass 137 insulates the stem 135 from the second housing to be described, and is sealed inside the insulator 120 by a ceramic plate 138 fixed to the end portion on the other end side of the insulator 120.

なお、銅ガラス１３３、レジスタ１３４、およびステム１３５は、本発明の内部部材に相当する。 The copper glass 133, the resistor 134, and the stem 135 correspond to the internal members of the present invention.

絶縁碍子１２０において、ステム１３５が固定される側部には、その内壁面から外壁面に貫通する孔１２３が設けられており、この孔１２３の内部にバネ１２４が設置されている。そして、絶縁碍子１２０の外壁面においてこの孔１２３を覆うようにリングターミナル１２５が固定される。バネ１２４は、絶縁碍子１２０の孔１２３内においてステム１３５およびリングターミナル１２５に接触しており、リングターミナル１２５とステム１３５と電気的に接続している。なお、バネ１２４は、本発明の配線に相当する。 In the insulator 120, a side portion to which the stem 135 is fixed is provided with a hole 123 that penetrates from the inner wall surface to the outer wall surface, and a spring 124 is installed inside the hole 123. The ring terminal 125 is fixed so as to cover the hole 123 on the outer wall surface of the insulator 120. The spring 124 is in contact with the stem 135 and the ring terminal 125 in the hole 123 of the insulator 120, and is electrically connected to the ring terminal 125 and the stem 135. The spring 124 corresponds to the wiring of the present invention.

図２に示されるように、第１ハウジング１１０の一端部１１２には、例えばＮｉ基合金で構成される柱状の接地電極１４０が抵抗溶接により結合され固定されている。この接地電極１４０は、第１ハウジング１１０の一端部１１２に固定された一端１４１から途中で略Ｌ字に曲げられて他端１４２の部位にて中心電極１３０の中心電極側チップ１３２と火花放電ギャップＧＰを介して対向して配置されている。 As shown in FIG. 2, a columnar ground electrode 140 made of, for example, a Ni-based alloy is coupled and fixed to one end 112 of the first housing 110 by resistance welding. The ground electrode 140 is bent into a substantially L shape on the way from one end 141 fixed to the one end 112 of the first housing 110, and the spark discharge gap between the center electrode side tip 132 of the center electrode 130 and the spark discharge gap. It is arranged to face each other through GP.

この接地電極１４０の他端１４２において、中心電極１３０の先端部１３１に設けられた中心電極側チップ１３２と対向する部位には、接地電極側チップ１４３が溶接等により取り付けられている。本実施形態では、接地電極側チップ１４３に、例えば円板状のＰｔ合金チップが採用される。 At the other end 142 of the ground electrode 140, a ground electrode side tip 143 is attached by welding or the like to a portion facing the center electrode side tip 132 provided at the tip 131 of the center electrode 130. In the present embodiment, for example, a disk-shaped Pt alloy chip is adopted as the ground electrode side chip 143.

第１ハウジング１１０の他端側において、第１ハウジング１１０の他端側から突出した絶縁碍子１２０の他端側を覆うように、筒状の第２ハウジング１５０が固定されている。第２ハウジング１５０の一端側は、第１ハウジング１１０の他端部に溶接またはネジ締めされ固定されている。 On the other end side of the first housing 110, a cylindrical second housing 150 is fixed so as to cover the other end side of the insulator 120 protruding from the other end side of the first housing 110. One end of the second housing 150 is fixed to the other end of the first housing 110 by welding or screwing.

絶縁碍子１２０の外壁面と第２ハウジング１５０の内壁面との間には、例えば樹脂等よりなるポッティング１２６が充填されており、第２ハウジング１５０が外部から受ける振動を抑制する機能を果たす。 A potting 126 made of, for example, resin is filled between the outer wall surface of the insulator 120 and the inner wall surface of the second housing 150, and the second housing 150 functions to suppress vibration received from the outside.

また、第２ハウジング１５０の他端側には、絶縁碍子１２０の他端側の端部から露出したロッド１３６の先端が点接触する台座１５１が設置されている。このような台座１５１は、例えばステンレス等の金属で構成される。なお、ロッド１３６は、第２ハウジング１５０の内部に設けられたパッキン１５２に保持された状態になっている。 Further, on the other end side of the second housing 150, a pedestal 151 is provided in which the tip of the rod 136 exposed from the end portion on the other end side of the insulator 120 is in point contact. Such a pedestal 151 is made of a metal such as stainless steel. The rod 136 is held by a packing 152 provided inside the second housing 150.

台座１５１において、ロッド１３６とは反対側にセンサチップ１５３が固定されている。このセンサチップ１５３は、圧力を検出してその圧力に応じたレベルの電気信号を発生する半導体よりなるピエゾ抵抗効果を利用した周知構成のもので、その上面に圧力を受けて歪むダイヤフラムおよび拡散抵抗などにより形成されたブリッジ回路等を備えている。後で詳しく説明するが、燃焼圧によって台座１５１がロッド１３６に押されると、台座１５１は変形する。この台座１５１の変形に伴い、センサチップ１５３のダイヤフラムも歪み、その歪み（つまり燃焼圧）に応じた電気信号がセンサチップ１５３から出力されることとなる。 In the pedestal 151, a sensor chip 153 is fixed on the side opposite to the rod 136. This sensor chip 153 has a well-known configuration utilizing a piezoresistive effect made of a semiconductor that detects a pressure and generates an electric signal at a level corresponding to the pressure. Etc. are provided. As will be described in detail later, when the pedestal 151 is pushed by the rod 136 by the combustion pressure, the pedestal 151 is deformed. As the pedestal 151 is deformed, the diaphragm of the sensor chip 153 is also distorted, and an electrical signal corresponding to the distortion (ie, combustion pressure) is output from the sensor chip 153.

さらに、図２に示されるように、第２ハウジング１５０には、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなるコネクタ１６０が一体成形されている。このコネクタ１６０は、信号出力用コネクタ１６１および高電圧用コネクタ１６２が一体化されており、高電圧用コネクタ１６２側には、ターミナル１６３がインサート成形されている。なお、高電圧用コネクタ１６２は、図２に示されるように、第２ハウジング１５０の内側、具体的には絶縁碍子１２０の外壁面と第２ハウジング１５０の内壁面との間にまで引き延ばされて形成されている。 Further, as shown in FIG. 2, a connector 160 made of, for example, PBT (polybutylene terephthalate) is integrally formed in the second housing 150. In this connector 160, a signal output connector 161 and a high voltage connector 162 are integrated, and a terminal 163 is insert-molded on the high voltage connector 162 side. As shown in FIG. 2, the high voltage connector 162 extends to the inside of the second housing 150, specifically, between the outer wall surface of the insulator 120 and the inner wall surface of the second housing 150. Has been formed.

コネクタ１６０において、信号コネクタ１６１に設けられた開口部１６４には、信号出力用ターミナル１６５が固定されている。この信号出力用ターミナル１６５は、図示しない配線を介してセンサチップ１５３と電気的に接続されている。 In the connector 160, a signal output terminal 165 is fixed to an opening 164 provided in the signal connector 161. The signal output terminal 165 is electrically connected to the sensor chip 153 via a wiring (not shown).

一方、高電圧用コネクタ１６２側にインサート成形されたターミナル１６３は、その一端が高電圧用コネクタ１６２側に設けられた開口部１６６内に露出すると共に、他端が絶縁碍子１２０の外周に固定されたリングターミナル１２５に接触している。 On the other hand, one end of the terminal 163 insert-molded on the high voltage connector 162 side is exposed in the opening 166 provided on the high voltage connector 162 side, and the other end is fixed to the outer periphery of the insulator 120. In contact with the ring terminal 125.

上記のような放電部１００において、図２のＡ−Ａ断面は図３のように示される。図３に示されるように、圧力検出のためのロッド１３６は、絶縁碍子１２０と同軸上に配置されている。絶縁碍子１２０は、第２ハウジング１５０（第１ハウジング１１０）の同軸上に配置されている。すなわち、中心電極１３０を保持する絶縁碍子１２０と、ロッド１３６および台座１５１を介して圧力を受けるセンサチップ１５３が同軸上に配置された状態になっている。 In the discharge part 100 as described above, the AA cross section of FIG. 2 is shown as in FIG. As shown in FIG. 3, the rod 136 for pressure detection is arranged coaxially with the insulator 120. The insulator 120 is disposed on the same axis as the second housing 150 (first housing 110). That is, the insulator 120 that holds the center electrode 130 and the sensor chip 153 that receives pressure via the rod 136 and the base 151 are arranged coaxially.

なお、図３に示されるように、コネクタ１６０において、信号出力用コネクタ１６１および高電圧用コネクタ１６２は、第２ハウジング１５０と同軸上にないが、以下で説明する接続部２００（図１参照）によって、外部配線と各コネクタ１６１、１６２との電気的接続を第２ハウジング１５０（第１ハウジング１１０）の同軸上で行うことができるようになっている。 As shown in FIG. 3, in the connector 160, the signal output connector 161 and the high voltage connector 162 are not coaxial with the second housing 150, but the connecting portion 200 described below (see FIG. 1). Thus, electrical connection between the external wiring and each of the connectors 161 and 162 can be performed on the same axis of the second housing 150 (first housing 110).

図１に示されるように、接続部２００は、筒状の金属（例えばスチール）で構成される第３ハウジング２１０を有しており、この第３ハウジング２１０の一端側は、放電部１００のコネクタ１６０を収納すると共に、第２ハウジング１５０の他端側に溶接またはネジ締めされている。 As shown in FIG. 1, the connection part 200 has a third housing 210 made of a cylindrical metal (for example, steel), and one end side of the third housing 210 is a connector of the discharge part 100. 160 is housed and welded or screwed to the other end of the second housing 150.

第３ハウジング２１０の内部には、例えばＰＢＴからなる筒状の一次スプール樹脂２２０が固定されている。この一次スプール樹脂２２０の一端側には、ゴムパッキン２３０が配置されている。このゴムパッキン２３０は、後述するコアに発生する高電圧をシールドする役割を果たす。 A cylindrical primary spool resin 220 made of, for example, PBT is fixed inside the third housing 210. A rubber packing 230 is disposed on one end side of the primary spool resin 220. The rubber packing 230 serves to shield a high voltage generated in the core described later.

また、一次スプール樹脂２２０の外周には、一次巻線２２１が巻かれている。また、一次スプール樹脂２２０の一端側には接続ターミナル２２２がインサート成形されており、一端が一次スプール樹脂２２０の内部に露出し、他端がコネクタ１６０の高電圧用コネクタ１６２内に挿入された状態となっている。この接続ターミナル２２２の他端には接続バネ２２３の一端が固定されており、接続バネ２２３の他端が高電圧用コネクタ１６２の開口部１６６内に露出したターミナル１６３に接触している。 A primary winding 221 is wound around the outer periphery of the primary spool resin 220. In addition, a connection terminal 222 is insert-molded on one end side of the primary spool resin 220, one end is exposed inside the primary spool resin 220, and the other end is inserted into the high voltage connector 162 of the connector 160. It has become. One end of the connection spring 223 is fixed to the other end of the connection terminal 222, and the other end of the connection spring 223 is in contact with the terminal 163 exposed in the opening 166 of the high voltage connector 162.

さらに、一次スプール樹脂２２０の内部には、筒状の二次スプール樹脂２４０が収納されており、二次スプール樹脂２４０の外周には二次巻線２４１が巻かれ、二次スプール樹脂２４０の内部には柱状のコア（鉄心）２４２が配置されている。このコア２４２は、二次スプール樹脂２４０の一端側において、上述した接続ターミナル２２２に電気的に接続されている。また、コア２４２は、二次スプール樹脂２４０の他端側に差し込まれたコアキャップ２４３によって二次スプール樹脂２４０内部に固定される。 Further, a cylindrical secondary spool resin 240 is accommodated in the primary spool resin 220, and a secondary winding 241 is wound around the outer periphery of the secondary spool resin 240. A columnar core (iron core) 242 is disposed in the column. The core 242 is electrically connected to the connection terminal 222 described above on one end side of the secondary spool resin 240. The core 242 is fixed inside the secondary spool resin 240 by a core cap 243 inserted into the other end side of the secondary spool resin 240.

なお、二次巻線２４１は、一次巻線２２１よりも巻数が多くなっている。また、一次巻線２２１や二次巻線２４１に例えばスティックコイルが採用される。 Note that the secondary winding 241 has a larger number of turns than the primary winding 221. Further, for example, a stick coil is employed for the primary winding 221 and the secondary winding 241.

そして、二次スプール樹脂２４０を収納した一次スプール樹脂２２０の他端側は、蓋部２２４によって閉じられている。この蓋部２２４において、コアキャップ２４３とは反対側にはＰＢＴ等で構成される外部用コネクタ２５０が金属製の固定部材２６０を介して第３ハウジング２１０の他端側に固定されている。 The other end side of the primary spool resin 220 that stores the secondary spool resin 240 is closed by a lid 224. In the lid 224, an external connector 250 made of PBT or the like is fixed to the other end side of the third housing 210 via a metal fixing member 260 on the opposite side to the core cap 243.

この外部用コネクタ２５０は、配線を介して例えばエンジンＥＣＵに電気的に接続するためのコネクタ部分になっており、配線コネクタが差し込まれる構造になっている。また、外部用コネクタ２５０には複数の端子２５１がインサート成形されている。各端子２５１は、蓋部２２４や一次スプール樹脂２２０等の内部を介して、二次巻線２４１、接続ターミナル２２２に電気的に接続されている。以上が、本実施形態に係るスパークプラグＳ１の構成である。 The external connector 250 is a connector portion for electrically connecting to, for example, an engine ECU via wiring, and has a structure in which the wiring connector is inserted. A plurality of terminals 251 are insert-molded in the external connector 250. Each terminal 251 is electrically connected to the secondary winding 241 and the connection terminal 222 via the inside of the lid 224, the primary spool resin 220, and the like. The above is the configuration of the spark plug S1 according to the present embodiment.

本実施形態では、上述のように、燃焼室内の燃焼圧も検出するスパークプラグＳ１の構造になっている。このようなスパークプラグＳ１において、第１ハウジング１１０のねじ部１１１の径は、通常用いられるスパークプラグのねじ部の径とほぼ同じである。これは、図１に示されるスパークプラグＳ１において、燃焼圧を受けた絶縁碍子１２０（中心電極１３０）が第１ハウジング１１０に対して摺動することで、絶縁碍子１２０と共にロッド１３６が摺動し、このロッド１３６の摺動によってセンサチップ１５３のダイヤフラムを歪ませることで燃焼圧を検出できるからである。 In the present embodiment, as described above, the spark plug S1 has a structure for detecting the combustion pressure in the combustion chamber. In such a spark plug S1, the diameter of the threaded portion 111 of the first housing 110 is substantially the same as the diameter of the threaded portion of the spark plug that is normally used. This is because, in the spark plug S1 shown in FIG. 1, the insulator 136 (center electrode 130) that has received the combustion pressure slides with respect to the first housing 110, so that the rod 136 slides together with the insulator 120. This is because the combustion pressure can be detected by distorting the diaphragm of the sensor chip 153 by sliding the rod 136.

つまり、スパークプラグＳ１の内部において中心電極１３０と同軸上（絶縁碍子１２０の軸上）にセンサチップ１５３を配置させることで、中心電極１３０の軸方向に印加される燃焼圧を検出できるのである。これにより、第１ハウジング１１０のねじ部１１１の径を通常用いられるスパークプラグと同様に、自由に設定できる。こうして、スパークプラグＳ１としての機能に加え、燃焼圧も検出でき、かつ、スパークプラグＳ１の小型化を図ることができる。 That is, by disposing the sensor chip 153 coaxially with the center electrode 130 (on the axis of the insulator 120) inside the spark plug S1, the combustion pressure applied in the axial direction of the center electrode 130 can be detected. Thereby, the diameter of the thread part 111 of the 1st housing 110 can be freely set similarly to the spark plug used normally. Thus, in addition to the function as the spark plug S1, the combustion pressure can also be detected, and the spark plug S1 can be downsized.

また、本実施形態では、放電部１００においてコネクタ１６０が信号出力用コネクタ１６１および高電圧用コネクタ１６２が一体成形されており、各コネクタ１６１、１６２は、スパークプラグＳ１の軸上にない。しかしながら、各コネクタ１６１、１６２に接続部２００が接続されており、その接続部２００の外部用コネクタ２５０がスパークプラグＳ１の軸上に配置されているため、外部用コネクタ２５０に対して外部配線をスパークプラグＳ１の軸方向に差し込むだけで容易に接続できるのである。 In the present embodiment, the connector 160 is integrally formed with the signal output connector 161 and the high voltage connector 162 in the discharge unit 100, and the connectors 161 and 162 are not on the axis of the spark plug S1. However, since the connection portion 200 is connected to each of the connectors 161 and 162, and the external connector 250 of the connection portion 200 is disposed on the axis of the spark plug S1, external wiring is not connected to the external connector 250. It can be easily connected by simply inserting it in the axial direction of the spark plug S1.

次に、上記スパークプラグＳ１を用いた放電、およびその放電による燃焼圧の検出方法について説明する。 Next, the discharge using the spark plug S1 and a method for detecting the combustion pressure due to the discharge will be described.

まず、スパークプラグＳ１の放電について説明する。外部から接続部２００の外部用コネクタ２５０を介して端子２５１に放電電圧が印加されると、その放電電圧は一次スプール樹脂２２０の外周の一次巻線２２１に印加される。これにより、その一次巻線２２１の巻方向に依存した磁界が一次巻線２２１の中空部、すなわち二次スプール樹脂２４０に発生する。この一次巻線２２１の磁界によって、二次スプール樹脂２４０の外周の二次巻線２４１に電流が流れる。さらに、二次巻線２４１に流れる電流によって二次巻線２４１の内部に磁界が生じ、二次巻線２４１の内部、すなわちコア２４２に高電圧が印加される。 First, the discharge of the spark plug S1 will be described. When a discharge voltage is applied to the terminal 251 from the outside via the external connector 250 of the connection unit 200, the discharge voltage is applied to the primary winding 221 of the outer periphery of the primary spool resin 220. As a result, a magnetic field depending on the winding direction of the primary winding 221 is generated in the hollow portion of the primary winding 221, that is, in the secondary spool resin 240. A current flows through the secondary winding 241 on the outer periphery of the secondary spool resin 240 by the magnetic field of the primary winding 221. Furthermore, a magnetic field is generated inside the secondary winding 241 due to the current flowing through the secondary winding 241, and a high voltage is applied to the inside of the secondary winding 241, that is, the core 242.

コア２４２に生じた高電圧は、接続ターミナル２２２、接続バネ２２３を介して高電圧用コネクタ１６２のターミナル１６３に印加されると共に、リングターミナル１２５、バネ１２４、ステム１３５を介して中心電極１３０に印加される。こうして中心電極１３０に高電圧が印加されると、中心電極１３０の先端に接合された中心電極側チップ１３２と接地電極１４０に接合された接地電極側チップ１４３との間に絶縁破壊が生じ、放電が起こる。この放電によってエンジンの燃焼室内の燃料を着火および燃焼させる。 The high voltage generated in the core 242 is applied to the terminal 163 of the high voltage connector 162 through the connection terminal 222 and the connection spring 223, and is applied to the center electrode 130 through the ring terminal 125, the spring 124, and the stem 135. Is done. When a high voltage is applied to the center electrode 130 in this manner, a dielectric breakdown occurs between the center electrode side chip 132 bonded to the tip of the center electrode 130 and the ground electrode side chip 143 bonded to the ground electrode 140, and discharge occurs. Happens. This discharge ignites and burns the fuel in the combustion chamber of the engine.

エンジンの燃焼室内の燃料を燃焼させた際、以下のようにして燃焼室内の燃焼圧を検出する。まず、燃焼室内に燃焼が起こると、燃焼室内の圧力が上がる。これにより、放電部１００の中心電極１３０の先端部１３１および中心電極側チップ１３２に燃焼圧が印加される。 When the fuel in the combustion chamber of the engine is burned, the combustion pressure in the combustion chamber is detected as follows. First, when combustion occurs in the combustion chamber, the pressure in the combustion chamber increases. Thereby, a combustion pressure is applied to the tip 131 of the center electrode 130 and the center electrode tip 132 of the discharge unit 100.

この燃焼圧によって、絶縁碍子１２０が第１ハウジング１１０に対して摺動する。つまり、ロッド１３６は中心電極１３０を介して燃焼圧を受けると、第１ハウジング１１０に対して相対的に変位する（ロッド１３６が中心電極１３０の軸上を移動する）こととなる。これに応じてロッド１３６が台座１５１を介してセンサチップ１５３のダイヤフラムを歪ませる。そして、センサチップ１５３において、このダイヤフラムの歪みに応じた電気信号が検出される。この後、この電気信号がセンサチップ１５３から信号出力用コネクタ１６１の信号出力用ターミナル１６５、一次スプール樹脂２２０内配線等を介して、外部用コネクタ２５０の各端子２５１からエンジンＥＣＵに出力される。 By this combustion pressure, the insulator 120 slides with respect to the first housing 110. That is, when the rod 136 receives the combustion pressure through the center electrode 130, it is displaced relative to the first housing 110 (the rod 136 moves on the axis of the center electrode 130). In response to this, the rod 136 distorts the diaphragm of the sensor chip 153 via the pedestal 151. The sensor chip 153 detects an electrical signal corresponding to the distortion of the diaphragm. Thereafter, this electrical signal is output from the sensor chip 153 to each terminal 251 of the external connector 250 to the engine ECU via the signal output terminal 165 of the signal output connector 161, the wiring in the primary spool resin 220, and the like.

スパークプラグＳ１からエンジンＥＣＵに電気信号が入力されると、その電気信号に基づいた圧力、すなわち燃焼圧が算出される。こうして算出された燃焼圧は、例えばエンジン条件に合った点火（ノッキングや失火防止等）を行うために利用される。 When an electric signal is input from the spark plug S1 to the engine ECU, a pressure based on the electric signal, that is, a combustion pressure is calculated. The combustion pressure calculated in this way is used, for example, for performing ignition (knocking, misfire prevention, etc.) suitable for engine conditions.

以上説明したように、本実施形態では、ロッド１３６、センサチップ１５３を、中心電極１３０の軸上に配置している。これにより、中心電極１３０が受けた燃焼圧を、ロッド１３６を介してセンサチップ１５３に伝えることができる。 As described above, in the present embodiment, the rod 136 and the sensor chip 153 are arranged on the axis of the center electrode 130. As a result, the combustion pressure received by the center electrode 130 can be transmitted to the sensor chip 153 via the rod 136.

また、中心電極１３０と同軸上に配置されたロッド１３６を介して燃焼圧をセンサチップ１５３に導いているため、燃焼室から直接燃焼圧を導くための別穴を第１ハウジング１１０に設ける必要が無い。これにより、燃焼圧を検出するスパークプラグＳ１の小型化を実現できる。 Further, since the combustion pressure is guided to the sensor chip 153 via the rod 136 disposed coaxially with the center electrode 130, it is necessary to provide another hole in the first housing 110 for directing the combustion pressure from the combustion chamber. No. Thereby, size reduction of the spark plug S1 which detects a combustion pressure is realizable.

さらに、絶縁碍子１２０に固定されたリングターミナル１２５と、コネクタ１６０にインサート成形されたターミナル１６３と、が摺動するようになっている。これにより、第１ハウジング１１０に対して絶縁碍子１２０が摺動したとしても、外部用コネクタ２５０をターミナル１６３、リングターミナル１２５、そしてバネ１２４を介して中心電極１３０に電気的に接続し続けることができる。 Further, the ring terminal 125 fixed to the insulator 120 and the terminal 163 insert-molded to the connector 160 slide. Thereby, even if the insulator 120 slides with respect to the first housing 110, the external connector 250 can continue to be electrically connected to the center electrode 130 via the terminal 163, the ring terminal 125, and the spring 124. it can.

接続部２００においては、外部用コネクタ２５０を中心電極１３０と同軸上に配置している。これにより、外部配線を外部用コネクタ２５０に対してスパークプラグＳ１の軸方向に差し込むだけで容易に接続することができる。 In the connection part 200, the external connector 250 is arranged coaxially with the center electrode 130. Accordingly, the external wiring can be easily connected to the external connector 250 simply by inserting it in the axial direction of the spark plug S1.

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るスパークプラグＳ１の放電部１００の概略断面図である。本実施形態は、第１実施形態で用いられた第２ハウジング１５０およびコネクタ１６０の高電圧用コネクタ１６２を無くし、信号出力用コネクタ１６１を絶縁碍子１２０に一体成形することを除き、第１実施形態と同一である。なお、図４において、図１に示されるスパークプラグＳ１に同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図４中、同一符号を付してある。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the discharge part 100 of the spark plug S1 according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the second housing 150 and the high-voltage connector 162 of the connector 160 used in the first embodiment are eliminated, and the signal output connector 161 is integrally formed with the insulator 120. Is the same. 4, parts that are the same as or equivalent to the spark plug S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in FIG. 4 for the sake of simplicity.

図４に示されるように、本実施形態では、第１実施形態で用いられる絶縁碍子１２０が、第１碍子１２０ａおよび第２碍子１２０ｂにて構成されている。第１碍子１２０ａは、第１ハウジング１１０がかしめ固定される部位であり、その一端側から中心電極１３０の先端部１３１が突出している。 As shown in FIG. 4, in this embodiment, the insulator 120 used in the first embodiment is composed of a first insulator 120a and a second insulator 120b. The first insulator 120a is a part to which the first housing 110 is caulked and fixed, and the tip 131 of the center electrode 130 protrudes from one end side thereof.

第２碍子１２０ｂは、その一端側が第１碍子１２０ａの他端側に接合されており、他端側の端面に台座１５１が固定されている。その台座１５１には、第２碍子１２０ｂの他端側の端面から突出するロッド１３６の先端が接触している。ロッド１３６は、第１、第２碍子１２０ａ、１２０ｂ内にて摺動可能な状態になっている。これにより、中心電極１３０の先端部分が燃焼圧を受けると、その燃焼圧に応じてロッド１３６がスパークプラグＳ１の軸方向に移動し、台座１５１を押し上げるようになっている。台座１５１にはセンサチップ１５３が搭載されているので、ロッド１３６の摺動に応じて歪むセンサチップ１５３のダイヤフラムの変形から燃焼圧に応じた電気信号を検出することができる。 One end side of the second insulator 120b is joined to the other end side of the first insulator 120a, and a pedestal 151 is fixed to an end surface on the other end side. The pedestal 151 is in contact with the tip end of a rod 136 protruding from the end face on the other end side of the second insulator 120b. The rod 136 is slidable in the first and second insulators 120a and 120b. Thus, when the tip portion of the center electrode 130 receives a combustion pressure, the rod 136 moves in the axial direction of the spark plug S1 in accordance with the combustion pressure, and pushes the pedestal 151 upward. Since the sensor chip 153 is mounted on the pedestal 151, an electric signal corresponding to the combustion pressure can be detected from the deformation of the diaphragm of the sensor chip 153 which is distorted according to the sliding of the rod 136.

さらに、第２碍子１２０ｂの他端側には、信号出力用ターミナル１６５を保持する信号出力用コネクタ１６１が一体成形されている。 Further, a signal output connector 161 for holding a signal output terminal 165 is integrally formed on the other end side of the second insulator 120b.

放電部１００を、上記のような構成としても良い。なお、接続部２００は、本実施形態における放電部１００の信号出力用コネクタ１６１に接続される形態とされると共に、信号出力用ターミナル１６５およびリングターミナル１２５に電気的に接続される形態となっている。 The discharge unit 100 may be configured as described above. The connection unit 200 is configured to be connected to the signal output connector 161 of the discharge unit 100 in the present embodiment, and is also configured to be electrically connected to the signal output terminal 165 and the ring terminal 125. Yes.

このように、本実施形態では、ロッド１３６を中心電極１３０に固定し、センサチップ１５３を中心電極１３０の軸上に配置している。これにより、中心電極１３０が受けた燃焼圧を、ロッド１３６を介してセンサチップ１５３に伝えることができる。 Thus, in this embodiment, the rod 136 is fixed to the center electrode 130 and the sensor chip 153 is disposed on the axis of the center electrode 130. As a result, the combustion pressure received by the center electrode 130 can be transmitted to the sensor chip 153 via the rod 136.

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係るスパークプラグＳ１の放電部１００の概略断面図である。本実施形態は、第２ハウジング１５０および第１、第２実施形態で用いられたロッド１３６を無くしたことを除き、第２実施形態と同一である。なお、図５において、図１に示されるスパークプラグＳ１に同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図５中、同一符号を付してある。 (Third embodiment)
In the present embodiment, only portions different from the first and second embodiments will be described. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the discharge part 100 of the spark plug S1 according to the third embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the second embodiment except that the second housing 150 and the rod 136 used in the first and second embodiments are eliminated. In FIG. 5, parts that are the same as or equivalent to the spark plug S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in FIG.

図５に示されるように、本実施形態では、絶縁碍子１２０の内孔１２２にセラミック管１３９が設置されている。このセラミック管１３９の内部には、その一端側（中心電極１３０側）から銅ガラス１３３、レジスタ１３４、銅ガラス１３３、ステム１３５が順に設置されている。また、セラミック管１３９の他端側は、その端面から突出した突起部１３９ａが設けられている。この突起部１３９ａは絶縁碍子１２０の他端側の端部から突出すると共に、その先端が台座１５１に接触している。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, a ceramic tube 139 is installed in the inner hole 122 of the insulator 120. Inside the ceramic tube 139, a copper glass 133, a resistor 134, a copper glass 133, and a stem 135 are installed in this order from one end side (center electrode 130 side). In addition, the other end side of the ceramic tube 139 is provided with a protruding portion 139a protruding from the end face. The protrusion 139 a protrudes from the end on the other end side of the insulator 120, and the tip thereof is in contact with the base 151.

なお、突起部１３９ａは、第１実施形態で用いられたロッド１３６と共に、本発明の圧力伝達部材に相当する。また、セラミック管１３９においてステム１３５が配置される部位の側面には、その内壁面から外壁面に貫通する孔１２３ａが設けられており、絶縁碍子１２０の側面に設けられた孔１２３と連通している。そして、これら孔１２３、１２３ａの内部にバネ１２４が設置されており、ステム１３５とリングターミナル１２５とが電気的に接続される。また、本実施形態におけるスパークプラグＳ１の接続部２００は、第２実施形態におけるスパークプラグＳ１に用いられるものと同じものである。 In addition, the protrusion part 139a is equivalent to the pressure transmission member of this invention with the rod 136 used in 1st Embodiment. Further, a hole 123a that penetrates from the inner wall surface to the outer wall surface is provided on the side surface of the portion of the ceramic tube 139 where the stem 135 is disposed, and communicates with the hole 123 provided on the side surface of the insulator 120. Yes. And the spring 124 is installed in these holes 123 and 123a, and the stem 135 and the ring terminal 125 are electrically connected. Further, the connecting portion 200 of the spark plug S1 in the present embodiment is the same as that used for the spark plug S1 in the second embodiment.

本実施形態のように絶縁碍子１２０の内部にセラミック管１３９が設置されると、燃焼圧は以下のようにセンサチップ１５３に検出される。まず、エンジンの燃焼室内で燃焼が起こると、その燃焼によって中心電極１３０の先端部１３１および中心電極側チップ１３２に圧力（燃焼圧）が印加される。その燃焼圧は中心電極１３０を介してセラミック管１３９の一端側に印加される。そして、燃焼圧を受けたセラミック管１３９は、その燃焼圧に応じてスパークプラグＳ１の軸方向、詳しくは信号出力用コネクタ１６１方向に移動する。これにより、セラミック管１３９の突起部１３９ａが台座１５１をセンサチップ１５３方向に押すため、センサチップ１５３のダイヤフラムが歪む。こうして、センサチップ１５３にて燃焼圧に応じた電気信号を検出できるようになっている。 When the ceramic tube 139 is installed inside the insulator 120 as in this embodiment, the combustion pressure is detected by the sensor chip 153 as follows. First, when combustion occurs in the combustion chamber of the engine, pressure (combustion pressure) is applied to the tip 131 of the center electrode 130 and the center electrode side tip 132 by the combustion. The combustion pressure is applied to one end side of the ceramic tube 139 through the center electrode 130. The ceramic tube 139 that has received the combustion pressure moves in the axial direction of the spark plug S1, specifically in the direction of the signal output connector 161, in accordance with the combustion pressure. As a result, the protrusion 139a of the ceramic tube 139 pushes the base 151 toward the sensor chip 153, so that the diaphragm of the sensor chip 153 is distorted. In this way, the sensor chip 153 can detect an electrical signal corresponding to the combustion pressure.

以上、説明したように、本実施形態では、中心電極１３０にセラミック管１３９を固定し、センサチップ１５３を中心電極１３０の軸上、詳しくは台座１５１を介してセラミック管１３９の突起部１３９ａの反対側に配置している。これにより、中心電極１３０が受けた燃焼圧を、セラミック管１３９の突起部１３９ａを介してセンサチップ１５３に伝達できる。 As described above, in the present embodiment, the ceramic tube 139 is fixed to the center electrode 130, and the sensor chip 153 is disposed on the axis of the center electrode 130, more specifically, opposite to the protrusion 139a of the ceramic tube 139 via the pedestal 151. Arranged on the side. As a result, the combustion pressure received by the center electrode 130 can be transmitted to the sensor chip 153 via the protrusion 139a of the ceramic tube 139.

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図６は、本発明の第４実施形態に係るスパークプラグＳ１の全体概略断面図である。なお、図６において、図１に示されるスパークプラグＳ１に同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図６中、同一符号を付してある。 (Fourth embodiment)
In the present embodiment, only parts different from the first to third embodiments will be described. FIG. 6 is an overall schematic cross-sectional view of a spark plug S1 according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, parts that are the same or equivalent to the spark plug S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in FIG. 6 for the sake of simplicity.

図６に示されるように、本実施形態におけるスパークプラグＳ１においては、第１実施形態で用いられた第２ハウジング１５０を無くしてコネクタ１６７を絶縁碍子１２０の他端側に一体成形した形態になっている。さらに、台座１５１およびセンサチップ１５３がコネクタ１６７にインサート成形されている。ロッド１３６は、絶縁碍子１２０の他端側の端面から突出すると共に、台座１５１に接触した状態になっている。 As shown in FIG. 6, in the spark plug S <b> 1 in the present embodiment, the second housing 150 used in the first embodiment is eliminated, and the connector 167 is integrally formed on the other end side of the insulator 120. ing. Further, the base 151 and the sensor chip 153 are insert-molded in the connector 167. The rod 136 protrudes from the end face on the other end side of the insulator 120 and is in contact with the pedestal 151.

また、本実施形態では、第１実施形態で用いられた第２ハウジング１５０を採用していない。このため、第３ハウジング２１０の一端側が第１ハウジング１１０の他端側に引き延ばされた形態になっており、第３ハウジング２１０の一端側が第１ハウジング１１０の他端側に溶接またはネジ締めされた状態とされる。スパークプラグＳ１を上記のような構造にしても良い。 In the present embodiment, the second housing 150 used in the first embodiment is not employed. Therefore, one end side of the third housing 210 is extended to the other end side of the first housing 110, and one end side of the third housing 210 is welded or screwed to the other end side of the first housing 110. It is assumed that it was done. The spark plug S1 may be structured as described above.

（他の実施形態）
上記第１〜第４実施形態に示されるスパークプラグＳ１の構造は一例を示すものであって、これらの構造に限定されることはない。 (Other embodiments)
The structure of the spark plug S1 shown in the first to fourth embodiments is an example, and is not limited to these structures.

上記第３実施形態で用いられるセラミック管１３９を第１、第２、第４実施形態のスパークプラグＳ１に採用しても良い。 The ceramic tube 139 used in the third embodiment may be employed in the spark plug S1 of the first, second, and fourth embodiments.

また、第３実施形態において、セラミック管１３９の突起部１３９ａの先端を、ロッド１３６と同様に、球形状としても構わない。 In the third embodiment, the tip of the protrusion 139a of the ceramic tube 139 may be spherical like the rod 136.

本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの全体概略断面図である。1 is an overall schematic cross-sectional view of a spark plug according to a first embodiment of the present invention. 図１のスパークプラグにおいて、圧力検出および燃料着火部分を拡大した図である。FIG. 2 is an enlarged view of a pressure detection and fuel ignition portion in the spark plug of FIG. 1. 図２のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 本発明の第２実施形態に係るスパークプラグの放電部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the discharge part of the spark plug which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るスパークプラグの放電部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the discharge part of the spark plug which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係るスパークプラグの全体概略断面図である。It is a whole schematic sectional drawing of the spark plug which concerns on 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００…放電部、１１０…第１ハウジング、１２０…絶縁碍子、
１２０ａ…第１碍子、１２０ｂ…第２碍子、１２０ｃ…セラミック管、
１３０…中心電極、１３６…ロッド、１３９…セラミック管、１３９ａ…突起部、
１５０…第２ハウジング、１５１…台座、１５３…センサチップ、
１６０…コネクタ、１６１…信号出力用コネクタ、１６２…高電圧用コネクタ、
２００…接続部、２１０…第３ハウジング、２２０…第１スプール樹脂、
２２１…一次巻線、２４０…第２スプール樹脂、２４１…二次巻線、
２４２…コア、２５０…外部用コネクタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electric discharge part, 110 ... 1st housing, 120 ... Insulator,
120a ... 1st insulator, 120b ... 2nd insulator, 120c ... Ceramic tube,
130 ... center electrode, 136 ... rod, 139 ... ceramic tube, 139a ... projection,
150 ... second housing, 151 ... pedestal, 153 ... sensor chip,
160 ... Connector, 161 ... Signal output connector, 162 ... High voltage connector,
200 ... connecting portion, 210 ... third housing, 220 ... first spool resin,
221 ... Primary winding, 240 ... Second spool resin, 241 ... Secondary winding,
242 ... Core, 250 ... External connector.

Claims

エンジンの燃焼室内に放電を起こして燃料に着火する放電部（１００）と、前記放電部に接続されると共に、外部回路と電気的に接続される接続部（２００）と、を備えて構成されるスパークプラグにおいて、
前記放電部は、
外周にねじ部（１１１）が設けられた筒状のハウジング（１１０）と、
前記ハウジング内に固定される中空部を有する絶縁碍子（１２０）と、
柱状であって、その一端が前記絶縁碍子の一端側の先端部（１２１）から突出するように前記絶縁碍子内に固定される中心電極（１３０）と、
前記絶縁碍子の他端側から突出する圧力伝達部材（１３６、１３９）と、
前記圧力伝達部材に対向する位置に取り付けられて前記圧力伝達部材を介して伝達される燃焼圧に応じた電気信号を出力するセンサチップ（１５３）と、を有しており、
前記接続部は、前記中心電極および前記センサチップにそれぞれ電気的に接続される外部用コネクタ（２５０）を有しており、
前記圧力伝達部材、前記センサチップ、そして前記外部用コネクタは、前記中心電極と同軸上に配置され、前記圧力伝達部材は前記中心電極を介して前記燃焼圧を受けると、前記ハウジングに対して相対的に変位するようになっていることを特徴とするスパークプラグ。 A discharge part (100) for causing discharge in the combustion chamber of the engine to ignite the fuel, and a connection part (200) connected to the discharge part and electrically connected to an external circuit. In the spark plug
The discharge part is
A cylindrical housing (110) provided with a threaded portion (111) on the outer periphery;
An insulator (120) having a hollow portion fixed in the housing;
A center electrode (130) which is columnar and is fixed in the insulator so that one end of the pillar protrudes from a tip (121) on one end side of the insulator;
A pressure transmission member (136, 139) protruding from the other end of the insulator;
A sensor chip (153) that is attached to a position facing the pressure transmission member and outputs an electrical signal corresponding to the combustion pressure transmitted through the pressure transmission member;
The connection portion includes an external connector (250) electrically connected to the center electrode and the sensor chip,
The pressure transmission member, the sensor chip, and the external connector are arranged coaxially with the center electrode. When the pressure transmission member receives the combustion pressure through the center electrode, the pressure transmission member, relative to the housing A spark plug characterized by being displaced.

前記圧力伝達部材はロッド（１３６）であり、前記絶縁碍子の中空部には、前記中心電極の他端に電気的に接続される内部部材（１３３〜１３５）が設置され、前記ロッドは前記内部部材を介して前記中心電極とは反対側に取り付けられており、
前記中心電極の先端が前記燃焼圧を受けると、前記絶縁碍子が前記ハウジングに対して摺動することで、前記ロッドが前記中心電極の軸上を移動するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。 The pressure transmission member is a rod (136), and an internal member (133-135) electrically connected to the other end of the center electrode is installed in the hollow portion of the insulator, and the rod It is attached to the opposite side to the central electrode through a member,
When the tip of the center electrode receives the combustion pressure, the insulator slides with respect to the housing, so that the rod moves on the axis of the center electrode. The spark plug according to claim 1.

前記圧力伝達部材は突起部（１３９ａ）であり、前記絶縁碍子の中空部には、一端が前記中心電極の他端に固定されるセラミック管（１３９）が設置され、前記セラミック管内部に前記中心電極に電気的に接続される内部部材（１３３〜１３５）が設置されており、
前記セラミック管の他端には、その端面から突出する前記突起部が設けられており、前記中心電極の先端が前記燃焼圧を受けると、前記セラミック管が、前記中心電極と共に、前記絶縁碍子内部にて摺動することで前記突起部が前記中心電極の軸上を移動するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。 The pressure transmission member is a protrusion (139a), and a ceramic tube (139) having one end fixed to the other end of the center electrode is installed in the hollow portion of the insulator, and the center is formed inside the ceramic tube. Internal members (133-135) that are electrically connected to the electrodes are installed,
The other end of the ceramic tube is provided with the protrusion protruding from the end surface, and when the tip of the center electrode is subjected to the combustion pressure, the ceramic tube, together with the center electrode, is placed inside the insulator. The spark plug according to claim 1, wherein the protrusion is moved on the axis of the center electrode by sliding on the center electrode.

前記圧力伝達部材はロッド（１３６）であり、前記絶縁碍子の中空部には、前記中心電極の他端に電気的に接続される内部部材（１３３〜１３５）が設置され、前記ロッドは前記内部部材を貫通して前記中心電極の他端に固定されており、
前記中心電極の先端が前記燃焼圧を受けると、前記ロッドは、前記絶縁碍子内部において、前記中心電極と共に摺動するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。 The pressure transmission member is a rod (136), and an internal member (133-135) electrically connected to the other end of the center electrode is installed in the hollow portion of the insulator, and the rod Passing through the member and fixed to the other end of the center electrode,
The spark plug according to claim 1, wherein when the tip of the center electrode receives the combustion pressure, the rod slides with the center electrode inside the insulator.

前記絶縁碍子には、その外周から前記中空部に貫通する孔（１２３）が設けられると共に、この孔内部に前記中心電極に電気的に接続される配線（１２４）が配置され、前記絶縁碍子において前記孔の外周に前記配線に電気的に接続されるリングターミナル（１２５）が固定されており、
前記放電部は、前記外部用コネクタに電気的に接続されるターミナル（１６３）を有するコネクタ（１６０）を備えており、
前記ターミナルは、前記リングターミナルに接触することで電気的導通が図られていると共に、前記リングターミナルに対して摺動するようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスパークプラグ。 The insulator is provided with a hole (123) that penetrates from the outer periphery to the hollow portion, and a wiring (124) that is electrically connected to the center electrode is disposed inside the hole. A ring terminal (125) electrically connected to the wiring is fixed to the outer periphery of the hole,
The discharge part includes a connector (160) having a terminal (163) electrically connected to the external connector,
5. The terminal according to claim 1, wherein the terminal is electrically connected by contacting the ring terminal and is slid with respect to the ring terminal. Spark plug as described in one.

前記圧力伝達部材において前記センサチップに対向する部位は球形状になっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 5, wherein a portion of the pressure transmission member facing the sensor chip has a spherical shape.