KR20060105762A - 압력 센서를 포함하는 예열 플러그 및 예열 플러그가 장착된 기관 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 압력 센서(90) 및 핑거(20)를 포함하는 예열 플러그(1)로서, 상기 압력 센서는 상기 예열 플러그(1)가 수용된 기관의 실린더의 내부 압력을 측정하는데 적합하며, 상기 핑거 내에 예열 전극이 수용되는, 예열 플러그에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 센서(90)는 그 상부면에 의해 바디(10)에 연결되고 상기 핑거(20)를 눌러서, 상기 핑거(20)에 가해진 압력이 상기 바디(10)에 대해 이를 압축하는 것을 특징으로 한다.

Description

압력 센서를 포함하는 예열 플러그 및 예열 플러그가 장착된 기관{A GLOW PLUG COMPRISING A PRESSURE SENSOR AND AN ENGINE EQUIPPED THEREWITH}

본 발명은 예열 플러그가 수용된 기관 실린더의 압력을 측정하는 것이 가능한 압력 센서를 포함한 예열 플러그에 관한 것이다.

예열 플러그는, 예열 플러그가 수용된 기관 실린더의 내부 압력을 측정하는 데에 적합한 압력 센서를 포함하는 것으로 공지되며, 바디는 예열 전극이 수용된 핑거 및 기관에 고정되는데 적합하다.

(종래 기술의 예열 플러그의 단면도인) 도 1에 도시된 바와 같이, 예열 플러그 구조에 큰 수정이 없으면서 실린더 내의 압력을 측정하기 위해, 센서는 센서가 누르는 바디와 전기 에너지를 예열 전극에 전달하는 코어의 상단부에 연결된 너트 사이에 배치되며, 센서를 통과함으로써 바디 내의 핑거를 그 너머로 연장시킨다.

실린더 내의 압력은 예열 플러그의 핑거에 의해 감지되며, 핑거에 의한 압력의 진동은 이에 연결된 코어를 통해 센서에 전달된다.

그러나 이러한 시스템은 몇몇 결함이 있다.

먼저, 핑거에 부가된 과도한 압력은, 센서에 코어를 연결하는 너트가 배치된 센서에서 (그리고 결과적으로 핑거에서) 주어진 압력의 감소와 같은 결과를 야기한다. 예열 플러그를 제공함에 있어서, 전체 예상 압력 범위를 측정하는 것이 가능 하면서도 센서의 압전 부재의 손상 위험이 있는 높은 스트레스에 도달하지 않도록 충분히 조임으로써 센서를 스트레스하는 것이 전형적으로 필요하다.

둘째로, 기관의 작동에 의한 코어의 진동은 너트에 의해 코어가 연결된 센서의 진동을 야기하여 압력 측정을 방해한다.

셋째로, 센서를 전기 회로에 연결하도록 사용되는 전기적 커넥터 자체가 압력 측정을 방해하는 진동을 야기한다.

본 발명은, 프리-스트레스가 필요하지 않으며 기생적인 진동에 의해 방해되지 않는 의도된 작동을 구비한 압력 센서를 포함하는 예열 플러그를 제공함으로써 전술한 결함의 적어도 일부를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 전술한 형태의 예열 플러그에서 센서는 상부 표면에 의해 바디에 연결되며 핑거를 눌러서, 그 결과 핑거에 가해진 압력이 바디에 대해 이를 압축한다.

따라서, 핑거에 의한 압축으로, 더 이상 프리-스트레스가 필요하지 않는 센서에 의한 압축에 상응한다. 게다가 센서가 바디와 핑거 사이에 배치되기 때문에 코어와 접촉하지 않고 따라서 그 진동은 센서에 관한 간섭을 더 이상 야기하지 않는다.

본 발명은 하나 이상의 실린더 및 전술한 하나 이상의 예열 플러그를 포함하는 내연기관에 관한 것이며, 따라서 압력 센서는 실린더의 내부 압력을 측정하는데 적합하고, 상기 실린더 내에서 예열 플러그가 수용되고 그 바디는 기관에 고정됨을 주지해야 한다.

다른 특징 및 장점이 실시예의 기술에서 기재될 것이며, 첨부된 도면을 통해 설명되고 도시되는 실시예에 제한되지 않는다.

도 1은 종래 기술의 예열 플러그의 단면도를 도시하며,

도 2는 본 발병에 따른 예열 플러그의 도 1과 유사한 도면이며,

도 3은, 도 2에 도시된 예열 플러그의 분해 사시도이며, 그리고

도 4는, 도 2 및 도 3에 도시된 예열 플러그의 사시도이다.

도 2, 3, 및 4에서 도시된 바와 같이, 내연 기관(2)(특히, 실린더 헤드(2a)를 구비한 디젤 엔진)을 위한 예열 플러그(1)는 바디(10), 핑거(20), 코어(40) 및 압력 센서(90)를 포함한다.

종래 기술에서, 바디(10)는 예를 들어 실린더 헤드(2a)에 나사 조임된 기관(2)에 고정되는 데에 적합하다. 핑거(20) 내에 예열 플러그(1)의 예열 전극이 수용되며, 핑거는 바디(10) 내에 배치되어 크림핑에 의해 부착된다. 코어(40)는 전기 에너지를 핑거(20) 내에 위치한 전극에 전달하며, 이에 따라 전극과 접촉하고 바디(10) 내에 연장된 핑거(20)에 연결된다. (그 너머로 공급용 전기 컨덕터에 전기적으로 연결될 수 있는 자유 단부가 바디(10)로부터 돌출됨)

압력 센서(90)는 기관의 실린더(또는 실린더들 중 어느 하나)의 내부 압력을 측정하는데 적합하다, 본 실시예에서, 센서(90)는 전도성 물질의 2개의 접촉 부재(72, 76) 사이에 배열된 압전 부재(74)를 포함하며, 압전 부재는 이 경우 2개의 절연 부재(70, 78)에 의해 예열 플러그(1)의 잔여 부분으로부터 전기적으로 절연된다. 부재(72, 76)들은 각각 코어(40)의 자유 단부를 향하여 예열 플러그의 종축 (1a)에 대체로 평행하게 연장된 굽은 측면 전기적 연결 탭(72a, 76b)을 포함한다. (도 3, 4 참조)

본 발명에 따라서, 센서(90)는 바디(10)에 그 상부 표면에 의해 연결되며 핑거(20)를 눌러서 핑거(20)에 가해지는 압력이 바디(10)에 대해 이를 압축한다.

핑거(20)의 어떠한 압축도 바디(10)에 대한 센서(90)의 압축을 직접적으로 발생시킨다. 따라서 센서(90)는 더 이상 기관 내에 존재하는 압력을 측정하기 위해 프리-스트레스될 필요가 없다.

도 2에 도시된 바와 같이, 코어(40)는 센서(90)를 통하지만 접촉하지 않는다. 이로 인해, 코어(40)의 진동이 센서(90)에 전달되지 않는다. 따라서 코어(40)의 기능은, 압력 센서 없는 예열 전극 내에서와 같이, 오직 핑거(20)의 예열 전극으로의 전류 전달이다.

본 실시예에서, 핑거(20)에 닿고 바디(10) 내에 배치된 스페이서(80)를 센서(90)가 눌러서 직접 접촉하지 않는다. 자연적으로 코어(40)를 둘러싸는 스페이서(80)는 이와 접촉하지 않는다.

스페이서(80)는, 핑거(20) 및 바디(10)의 치수를 수정하지 않으면서, 센서(90)가 추가적인 스트레스를 일으키는 핑거(20)의 상단부의 위치에서 바디(10) 내가 아니라 예열 플러그(1)의 상부 내에 수용되는 것을 가능하게 한다. (핑거(20)에 의해 발생하는 고온에 노출되고 보다 낮은 감도를 갖도록 매우 작은 외부 지름의 센서를 사용할 필요가 있다.)

도 2에 도시된 바와 같이, 센서(90)는 바디(10)의 상단부에 형성된 캐비티 (100) 내에 배치되며, 스페이서(80)의 상단부는 캐비티(100)의 바닥벽 너머로 돌출되어, 센서(90)는 바디(10)를 누르지 않는다.

바디(10) 내에서 센서(90)의 위치는 예열 플러그(1)의 상부의 플라스틱 재료의 오버몰딩(overmolding)을 형성하는 것을 용이하게 하며, 오버몰딩은 기밀성을 보장하고 센서(90)의 커넥터와의 전기적 와이어의 전기적 연결을 완벽하게 하는 것을 용이하게 한다.

스페이서(80)는 양호한 수준의 강성도 있는 물질로 형성되며(바디(10)의 내부 지름, 코어(40)의 외부 지름 및 바디(10)와 핑거(20)의 각각의 길이에 의해 치수 구속조건(dimensional constraint)이 주어지며), 센서(90)의 대역폭을 (현저히) 너머 자체 진동 모드를 갖는 것을 가능하게 한다. (따라서, 스페이서(80)는 센서(90)에 의한 측정을 간섭할 수 있는 진동을 자체적으로 발생하지 않도록 한다.)

바람직하게는, 스페이서(80)는 세라믹으로 형성되며, 이 물질은 바람직한 다른 특성(절연, 강성도, 대역폭 너머의 진동, 및 고온에서 양호한 기계적 강도)을 갖는다.

게다가, 본 실시예에서, 베어링 부품(60)이 센서(90)와 스페이서(80) 사이에 삽입되어 센서(90)의 전체 표면에 걸친 스페이서(80)로부터의 압력을 분배받는다.

또한, 예열 플러그(1)는 센서(10) 상에 배치된 너트(50)를 포함하며, 바디(10) 상에 나사 조임되어 (스페이서(80) 및 베어링 부품(60)을 통한) 핑거(20)에 대한 센서(90)의 압축 및 바디(10)와 연결이 되도록 한다.

바디(10)에 연결되고 물론 코어(40)와 접촉하지 않은 너트(50)는 센서의 압 축에 의해 센서(90)의 전기 커넥터의 진동을 바람직하게 완충시키는 것을 가능하게 한다.

본 실시예에서, 너트(50)의 나사산은 그 외측 원주 상에 형성되고 캐비티(100)의 측벽(110)의 내부 표면에 형성된 내부 나사산과 협력작용한다.

따라서 본 발명에 따른 예열 플러그(1)의 형성은 특히 단순하다: 부품의 스택(stack)으로 이루어지며, 센서(90)의 특정 프리-스트레스가 필요하지 않고, 움직임을 최소로 하도록 충분히 압축할 수 있다. 게다가 코어가 더 이상 센서에 압력 진동을 전달하도록 사용되지 않기 때문에 그 지름을 감소시키는 것이 가능하며 따라서 내측 지름 및 외측 지름이 비교적 작은 (예를 들어, 내측 지름이 2.6미리미터, 외측 지름이 8.5미리미터인) 센서(90)를 사용할 수 있다.

물론, 본 실시예의 변형이 가능하다.

Claims (8)

1. 압력 센서(90) 및 핑거(20)를 포함하는 예열 플러그(1)로서, 상기 압력 센서는 상기 예열 플러그(1)가 수용된 기관의 실린더의 내부 압력을 측정하는데 적합하며, 상기 핑거 내에 예열 전극이 수용되는, 예열 플러그에 있어서,

   상기 센서(90)는 그 상부면에 의해 바디(10)에 연결되고 상기 핑거(20)를 눌러서, 상기 핑거(20)에 가해진 압력이 상기 바디(10)에 대해 이를 압축하는 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서(90)는 상기 핑거(20) 상에 놓이고 접촉되지 않으며 상기 바디(10) 내에 배치된 스페이서(80)를 누르는 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스페이서(80)는 자체적 진동 모드가 상기 센서(90)의 대역폭을 넘는 물질로 형성된 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스페이서(80)는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 바디(10)에 대해 너트(50)가 나사 조임하여 상기 바디(10)에 연결되도록 상기 센서(90)를 압축하는 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 너트(50)의 나사산이 그 외측 원주 상에 형성되어, 상기 센서(90)가 수용된 캐비티(100)의 측벽(110)의 내부 표면에 형성된 나사산과 협력작용하는 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 센서(90)는 2개의 접촉 부재(72, 76) 사이에 배열되고 상기 예열 플러그(1)의 잔여 부분으로부터 절연된 압전 부재(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   예열 플러그(1).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 예열 플러그(1) 및 하나 이상의 실린더를 포함하는 내연 기관으로서, 상기 압력 센서(90)는 상기 예열 플러그(1)가 수용된 상기 실린더의 내부 압력을 특정하는데 적합하며, 상기 바디(10)가 상기 기관 내에서 고정된 것을 특징으로 하는,

   내연 기관.

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