JPH04149986A - 圧力センサ内蔵スパークプラグ - Google Patents
圧力センサ内蔵スパークプラグInfo
- Publication number
- JPH04149986A JPH04149986A JP27334190A JP27334190A JPH04149986A JP H04149986 A JPH04149986 A JP H04149986A JP 27334190 A JP27334190 A JP 27334190A JP 27334190 A JP27334190 A JP 27334190A JP H04149986 A JPH04149986 A JP H04149986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure sensor
- metal shell
- pressure
- combustion chamber
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 4
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関の燃焼室内の圧力を検知し電気信号
に変換する圧力センサを内蔵するスパークプラグに関す
るものである。
に変換する圧力センサを内蔵するスパークプラグに関す
るものである。
内燃機関の点火時期、エミッション、出力、燃費等の燃
焼状況を制御するために、燃焼室内の圧力の変化を検知
して電気信号に変換する圧力センサを内蔵したスパーク
プラグ（以下単にプラグと呼ぶ）が種々考案され用いら
れている。その−例としてガスケット型圧カセンサを内
蔵したプラグを第６図に一部を縦断した正面図で示す。
焼状況を制御するために、燃焼室内の圧力の変化を検知
して電気信号に変換する圧力センサを内蔵したスパーク
プラグ（以下単にプラグと呼ぶ）が種々考案され用いら
れている。その−例としてガスケット型圧カセンサを内
蔵したプラグを第６図に一部を縦断した正面図で示す。
同図において、１は内部に中心電極２を貫装固定したセ
ラミック製絶縁体であり、３は主体金具でプラグをシリ
ンダヘッドに装着する際のプラグレンチ嵌合部となる六
角頭部３−１と、胴部３−２及びねじ部３−３からなっ
ており、絶縁体１を外周から包囲支持しており、ねじ部
３−３の先端に突設した接地電極４と中心電極２の先端
部との間で火花間隙が形成され、中心電極２を高圧リー
ド線に接続するため絶縁体１の後端部には中心電極２に
固着された高圧端子５が固設されている。６は環状のガ
スケット型圧力センサであり、内部電極の上下に圧電素
子、更にその上下に金属座金が積層された積層体が、内
部電極にリード線７が接続されて環状の金属ケース内に
収蔵されてなるものである。このガスケット型圧力セン
サはプラグの主体金具３の座面とシリンダヘッド（図示
せず）との間に介在挟持されることにより、燃焼室内の
圧力を検出することができる。
ラミック製絶縁体であり、３は主体金具でプラグをシリ
ンダヘッドに装着する際のプラグレンチ嵌合部となる六
角頭部３−１と、胴部３−２及びねじ部３−３からなっ
ており、絶縁体１を外周から包囲支持しており、ねじ部
３−３の先端に突設した接地電極４と中心電極２の先端
部との間で火花間隙が形成され、中心電極２を高圧リー
ド線に接続するため絶縁体１の後端部には中心電極２に
固着された高圧端子５が固設されている。６は環状のガ
スケット型圧力センサであり、内部電極の上下に圧電素
子、更にその上下に金属座金が積層された積層体が、内
部電極にリード線７が接続されて環状の金属ケース内に
収蔵されてなるものである。このガスケット型圧力セン
サはプラグの主体金具３の座面とシリンダヘッド（図示
せず）との間に介在挟持されることにより、燃焼室内の
圧力を検出することができる。
また、他の例として円筒状の圧力センサを内蔵したプラ
グを第７図に一部を切截した正面図で示す。同図におい
て、第６図と同一部分は同一符号にて示す。主体金具３
の胴部の座面近傍に圧力伝播通路８によって導かれた圧
力室９に面して円板状の圧電素子を備えた圧力センサ６
Ａが装着されているものである。なお、Ｃはシリンダヘ
ッドである。
グを第７図に一部を切截した正面図で示す。同図におい
て、第６図と同一部分は同一符号にて示す。主体金具３
の胴部の座面近傍に圧力伝播通路８によって導かれた圧
力室９に面して円板状の圧電素子を備えた圧力センサ６
Ａが装着されているものである。なお、Ｃはシリンダヘ
ッドである。
更にまた、他の例を第８図に示し、第６図及び第７図と
同一部分は同一符号にて示すが、６Ａは円板状の圧電素
子を備えた圧力センサであり、８は燃焼室に開口する開
口部８ａを有する細長い圧力伝播通路であり、また、１
０は圧力センサの内部電極のリード線、１１は外部電極
、１２及び１３は冷却水流入口及び流出口である。
同一部分は同一符号にて示すが、６Ａは円板状の圧電素
子を備えた圧力センサであり、８は燃焼室に開口する開
口部８ａを有する細長い圧力伝播通路であり、また、１
０は圧力センサの内部電極のリード線、１１は外部電極
、１２及び１３は冷却水流入口及び流出口である。
前記第６図に示すようなガスケット型圧力センサを内蔵
するプラグにおいては、プラグをエンジンヘッドに締付
けることにより軸荷重が印加され燃焼圧力によりプラグ
が押し上げられるときの軸荷重の変化による出力を測定
して燃焼室内の圧力を検出することができる。従って、
プラグの締め付は状態により軸荷重の変化は変動し、そ
の結果圧力センサの出力はばらつきを生ずる。また、圧
力センサはシリンダヘッドとプラグ座面との間に装着さ
れるため、シリンダヘッドの歪によりセンサ出力が発生
するので誤差の要因となる。以上のような理由でガスケ
ット型圧力センサでは正確な燃焼室内圧力値を測定する
ことができない。
するプラグにおいては、プラグをエンジンヘッドに締付
けることにより軸荷重が印加され燃焼圧力によりプラグ
が押し上げられるときの軸荷重の変化による出力を測定
して燃焼室内の圧力を検出することができる。従って、
プラグの締め付は状態により軸荷重の変化は変動し、そ
の結果圧力センサの出力はばらつきを生ずる。また、圧
力センサはシリンダヘッドとプラグ座面との間に装着さ
れるため、シリンダヘッドの歪によりセンサ出力が発生
するので誤差の要因となる。以上のような理由でガスケ
ット型圧力センサでは正確な燃焼室内圧力値を測定する
ことができない。
また、前記第７図及び第８図に示すようなプラグの例で
は、燃焼室内圧力が細長い圧力伝播通路を通して圧力セ
ンサに伝播されるため、エンジン運転条件で高回転、高
負荷時のように燃焼室内圧力の上昇率が高い場合、通路
内で気柱振動を起こし正確な圧力の測定ができないとい
う問題がある。
は、燃焼室内圧力が細長い圧力伝播通路を通して圧力セ
ンサに伝播されるため、エンジン運転条件で高回転、高
負荷時のように燃焼室内圧力の上昇率が高い場合、通路
内で気柱振動を起こし正確な圧力の測定ができないとい
う問題がある。
従って、より正確な圧力の測定ができるプラグが要求さ
れている。
れている。
本発明は、上記の如き課題を解決するためになされたも
ので、絶縁体が主体金具の中心軸から偏った位置に嵌挿
され、主体金具の中心軸に対して上記絶縁体と反対側に
位置し上記燃焼室に開口する凹部と連通して縦孔を穿設
し、その他端が主体金具の六角頭部の肩面に開口した構
造は、前記第８図の従来例とほぼ同様とするが、上記凹
部内に該凹部の開口端より２〜２０ｗａ＋引っ込んで少
なくとも３５０℃以上のキュリー点を有する円板状の圧
電素子を位置させた圧力センサが嵌挿され、該圧力セン
サからの出力取出しのリード線が上記主体金具の肩面の
開口から導出されてなる圧力センサ内蔵スパークプラグ
とするものである。
ので、絶縁体が主体金具の中心軸から偏った位置に嵌挿
され、主体金具の中心軸に対して上記絶縁体と反対側に
位置し上記燃焼室に開口する凹部と連通して縦孔を穿設
し、その他端が主体金具の六角頭部の肩面に開口した構
造は、前記第８図の従来例とほぼ同様とするが、上記凹
部内に該凹部の開口端より２〜２０ｗａ＋引っ込んで少
なくとも３５０℃以上のキュリー点を有する円板状の圧
電素子を位置させた圧力センサが嵌挿され、該圧力セン
サからの出力取出しのリード線が上記主体金具の肩面の
開口から導出されてなる圧力センサ内蔵スパークプラグ
とするものである。
上記の如き本発明による圧カセンサ内藏プラグは、圧力
センサが前記のガスケット型と異なり主体金具の先端部
に装着されているので、プラグのエンジンヘッドへの締
付けの影響を受けにくく、また、前記の他の従来例のよ
うに細長い圧力伝播通路がないので、気柱振動を起こす
おそれがなく、燃焼室圧力による受圧部の歪みが直接的
に圧電素子を圧縮するから、圧電素子に発生する電荷は
燃焼室圧力に比例するので、正確な測定ができる。
センサが前記のガスケット型と異なり主体金具の先端部
に装着されているので、プラグのエンジンヘッドへの締
付けの影響を受けにくく、また、前記の他の従来例のよ
うに細長い圧力伝播通路がないので、気柱振動を起こす
おそれがなく、燃焼室圧力による受圧部の歪みが直接的
に圧電素子を圧縮するから、圧電素子に発生する電荷は
燃焼室圧力に比例するので、正確な測定ができる。
なお、圧力センサの圧電素子の位置がプラグ先端から２
〜２０ｍｍの位置に装着するのは、２ＩｌｌＩ１１未満
では圧電素子が燃焼ガスの影響を受けて過温となり、ま
た、２０１ＩＩＩＩを超えると前記の如き気柱振動を起
こすおそれがあるからである。また、上記の位置におけ
る主体金具部分のエンジン運転時の温度は２５０〜５０
０℃であるため、少なくとも、３５０℃以上のキュリー
点を有する圧電素子であれば圧電性を損なうことなく使
用が可能である。
〜２０ｍｍの位置に装着するのは、２ＩｌｌＩ１１未満
では圧電素子が燃焼ガスの影響を受けて過温となり、ま
た、２０１ＩＩＩＩを超えると前記の如き気柱振動を起
こすおそれがあるからである。また、上記の位置におけ
る主体金具部分のエンジン運転時の温度は２５０〜５０
０℃であるため、少なくとも、３５０℃以上のキュリー
点を有する圧電素子であれば圧電性を損なうことなく使
用が可能である。
第１図は、本発明による圧力センサ内蔵プラグの実施例
の外観を示す正面図、第２図はその一部を切截縦断した
拡大図である。これらの図において、前記の第６図〜第
８図と同一部分は同一符号にて示す。絶縁体１は主体金
具３の中心軸から偏った位置に嵌挿され、主体金具３の
中心軸に対して絶縁体１と反対側の厚肉部に細長い縦孔
２１を穿設し、その先端はエンジンヘッド（図示せず）
の燃焼室に開口する凹部２２と連通し、後端は主体金具
３の六角頭部３−１の肩面に開口している。凹部２２に
は後述する円筒状の圧力センサ６Ｂ〜６Ｄの圧電素子が
、凹部２２の開口端より２〜２抛ｍ引っ込んで位置する
ようにして装着されており、圧力センサの内部電極の絶
縁チューブ７ｂに被覆された日出線７ａがリード線７に
接続されて、主体金具３の肩面の開口３−４から導出さ
れている。７Ｃは口出線７ａとリード線７との接続部を
保護する絶縁チューフ、２３はリード線７を保持するホ
ルダである。なお、主体金具の軸孔の加工上、上記の如
く圧電素子が２〜２０ｍｍ引っ込んで位置するように凹
部２２を形成することは、主体金具の形状を大幅に損な
うことなく、また、加工性を損なうことなく製作が可能
である。
の外観を示す正面図、第２図はその一部を切截縦断した
拡大図である。これらの図において、前記の第６図〜第
８図と同一部分は同一符号にて示す。絶縁体１は主体金
具３の中心軸から偏った位置に嵌挿され、主体金具３の
中心軸に対して絶縁体１と反対側の厚肉部に細長い縦孔
２１を穿設し、その先端はエンジンヘッド（図示せず）
の燃焼室に開口する凹部２２と連通し、後端は主体金具
３の六角頭部３−１の肩面に開口している。凹部２２に
は後述する円筒状の圧力センサ６Ｂ〜６Ｄの圧電素子が
、凹部２２の開口端より２〜２抛ｍ引っ込んで位置する
ようにして装着されており、圧力センサの内部電極の絶
縁チューブ７ｂに被覆された日出線７ａがリード線７に
接続されて、主体金具３の肩面の開口３−４から導出さ
れている。７Ｃは口出線７ａとリード線７との接続部を
保護する絶縁チューフ、２３はリード線７を保持するホ
ルダである。なお、主体金具の軸孔の加工上、上記の如
く圧電素子が２〜２０ｍｍ引っ込んで位置するように凹
部２２を形成することは、主体金具の形状を大幅に損な
うことなく、また、加工性を損なうことなく製作が可能
である。
圧力センサの例として、第３図に圧力センサ６Ｂ、第４
図に圧力センサ６Ｃ１第５図（イ）に圧力センサ５Ｄの
断面図を示す。第５図（ロ）は第５図（イ）の下側から
見た平面図である。これらの図において、６１は圧電素
子、６２は板パツキン、６３は受圧板、６４は口出線７
ａの挿入孔を備えた筒状の絶縁板、６５は仮ばね、６６
は筒状の金属座板、６７は押えねじ、６８は筒状の絶縁
体、６９は内部電極、７ａは日出線である。第３図およ
び第４図の場合は、受圧板６３に矢印方向に８００〜１
２００ｋｇの荷重（プリロード）を印加して湾曲させて
外周を主体金具３に溶接する。第４図及び第５図におい
ては熱衝撃に対してのプリロードの変化を緩和するため
に板ばね６５が取付けられている。第５図では押えねじ
６７は六角孔を有しており、これを締付けることにより
圧電素子にプリロードを印加し締付後端部外周を主体金
具３に溶接７０する。上記の如き圧力センサは圧電素子
に十分なプリロードが加わっていることが重要な要素で
ある。
図に圧力センサ６Ｃ１第５図（イ）に圧力センサ５Ｄの
断面図を示す。第５図（ロ）は第５図（イ）の下側から
見た平面図である。これらの図において、６１は圧電素
子、６２は板パツキン、６３は受圧板、６４は口出線７
ａの挿入孔を備えた筒状の絶縁板、６５は仮ばね、６６
は筒状の金属座板、６７は押えねじ、６８は筒状の絶縁
体、６９は内部電極、７ａは日出線である。第３図およ
び第４図の場合は、受圧板６３に矢印方向に８００〜１
２００ｋｇの荷重（プリロード）を印加して湾曲させて
外周を主体金具３に溶接する。第４図及び第５図におい
ては熱衝撃に対してのプリロードの変化を緩和するため
に板ばね６５が取付けられている。第５図では押えねじ
６７は六角孔を有しており、これを締付けることにより
圧電素子にプリロードを印加し締付後端部外周を主体金
具３に溶接７０する。上記の如き圧力センサは圧電素子
に十分なプリロードが加わっていることが重要な要素で
ある。
なお、圧電素子は前記した如く少なくとも３５０℃以上
のキュリー点を有するものを用いる。
のキュリー点を有するものを用いる。
本発明の圧力センサ内蔵プラグは圧力センサがエンジン
ヘッドへのプラグの締付けの影響を受けにり＜、また、
長い圧力伝播通路がないので気柱振動などの悪影響がな
いので、燃焼室圧力を正確に測定することができる。
ヘッドへのプラグの締付けの影響を受けにり＜、また、
長い圧力伝播通路がないので気柱振動などの悪影響がな
いので、燃焼室圧力を正確に測定することができる。
第１図は本発明による圧力センサ内蔵スパークプラグの
実施例の外観を示す正面図、第２図は第１図の一部を切
截縦断した拡大図、第３図、第４図及び第５図は本発明
の実施例のスパークプラグに内蔵する圧力センサの例を
示す断面図、第６図、第７図及び第８図は圧力センサ内
蔵スパークプラグの従来例を示す一部切截した断面図で
ある。 １：絶縁体、２：中心電極、３：主体金具、４：接地電
極、６．６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ ：圧力センサ、７：
リード線、２１：縦孔、２２：凹部。
実施例の外観を示す正面図、第２図は第１図の一部を切
截縦断した拡大図、第３図、第４図及び第５図は本発明
の実施例のスパークプラグに内蔵する圧力センサの例を
示す断面図、第６図、第７図及び第８図は圧力センサ内
蔵スパークプラグの従来例を示す一部切截した断面図で
ある。 １：絶縁体、２：中心電極、３：主体金具、４：接地電
極、６．６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ ：圧力センサ、７：
リード線、２１：縦孔、２２：凹部。
Claims (1)
- １、中心電極と、該中心電極を包囲保持する絶縁体と、
該絶縁体を包囲支持し接地電極が付設された主体金具と
からなり、上記中心電極と接地電極との間で放電させる
ことにより、内燃機関の燃焼室内の燃料に点火するスパ
ークプラグにおいて、上記絶縁体が主体金具の中心軸か
ら偏った位置に嵌挿され、主体金具の中心軸に対して上
記絶縁体と反対側に位置し上記燃焼室に開口する凹部と
連通して穿設された縦孔の他端が主体金具の六角頭部の
肩面に開口し、上記凹部内に該凹部の開口端より２〜２
０ｍｍ引っ込んで少なくとも３５０℃以上のキュリー点
を有する円板状の圧電素子を位置させた圧力センサが嵌
挿され、該圧力センサからの出力取出しのリード線が上
記主体金具の肩面の開口から導出されてなることを特徴
とする圧力センサ内蔵スパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27334190A JPH04149986A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 圧力センサ内蔵スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27334190A JPH04149986A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 圧力センサ内蔵スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04149986A true JPH04149986A (ja) | 1992-05-22 |
Family
ID=17526545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27334190A Pending JPH04149986A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 圧力センサ内蔵スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04149986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2463507A1 (en) * | 2010-11-10 | 2012-06-13 | United Technologies Corporation | Igniter with integral pressure sensing line |
| WO2012161232A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | イマジニアリング株式会社 | 点火プラグ、及び内燃機関 |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27334190A patent/JPH04149986A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2463507A1 (en) * | 2010-11-10 | 2012-06-13 | United Technologies Corporation | Igniter with integral pressure sensing line |
| US8733078B2 (en) | 2010-11-10 | 2014-05-27 | United Technologies Corporation | Igniter with integral pressure sensing line |
| WO2012161232A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | イマジニアリング株式会社 | 点火プラグ、及び内燃機関 |
| CN103891069A (zh) * | 2011-05-24 | 2014-06-25 | 创想科学技术工程株式会社 | 火花塞以及内燃机 |
| KR101537763B1 (ko) * | 2011-05-24 | 2015-07-17 | 이마지니어링 가부시키가이샤 | 점화 플러그 및 내연 기관 |
| JP5957726B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2016-07-27 | イマジニアリング株式会社 | 点火プラグ、及び内燃機関 |
| US10077754B2 (en) | 2011-05-24 | 2018-09-18 | Imagineering, Inc. | Ignition plug and internal-combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6973820B2 (en) | Combustion pressure sensor designed to ensure stability of output characteristic and sensitivity | |
| KR101274126B1 (ko) | 통합된 압력 센서를 갖춘 글로우 플러그 | |
| JP4300663B2 (ja) | 燃焼圧センサ構造体 | |
| US8469006B2 (en) | Fuel injector | |
| US9063031B2 (en) | Pressure-measuring plug for a combustion engine | |
| US10714906B1 (en) | Spark plug | |
| ITMI20061439A1 (it) | Dispositivo atto alla rilevazione della pressione nella camera di scoppio di un motore a combustione interna | |
| JP2003077620A (ja) | スパークプラグおよびその製造方法 | |
| JP4407044B2 (ja) | 燃焼圧センサ構造体 | |
| JP5114480B2 (ja) | 圧力センサを組み込んだスパークプラグ | |
| US6538366B1 (en) | Sparking plug equipped with a pressure sensor, and combustion engine equipped with such sparking plugs | |
| JPH06290853A (ja) | スパークプラグ | |
| JPH04149986A (ja) | 圧力センサ内蔵スパークプラグ | |
| JP3260597B2 (ja) | 圧力センサ付プラグ | |
| JPH09260024A (ja) | 圧力センサ内蔵スパークプラグ | |
| JPH09329520A (ja) | エンジン用筒内圧センサ | |
| JPH06140125A (ja) | 圧力センサ内蔵スパークプラグ | |
| JP4678981B2 (ja) | スパークプラグユニット | |
| JPH0127588Y2 (ja) | ||
| JPH1197153A (ja) | 圧力センサ付スパークプラグ | |
| JPS5963541A (ja) | 内燃機関の圧力検出器 | |
| JP2005024537A (ja) | 燃焼圧センサ | |
| JPS58102131A (ja) | センサ | |
| JPH07318448A (ja) | シリンダ内圧検出装置 | |
| JPH03185326A (ja) | 圧電型圧力センサ |