DE102021105726A1

DE102021105726A1 - PRESSURE SENSOR

Info

Publication number: DE102021105726A1
Application number: DE102021105726.4A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Kaneta; Katsuhiko Fukui
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2021-10-28
Also published as: JP2021173671A; CN113639920A

Abstract

Es wird ein Drucksensor bereitgestellt, der in der Lage ist, eine Membran vor einem Druckmedium mit einer hohen Temperatur zu schützen, um eine thermische Verformung einzudämmen, eine Verschlechterung der Sensorpräzision aufgrund von Wärmeeinflüssen einzudämmen oder zu verhindern und eine vorgeschriebene Sensorpräzision sicherzustellen. Der Drucksensor enthält: ein rohrförmig ausgebildetes Gehäuse (10, 20); ein Druckmesselement (80), das in dem Gehäuse untergebracht ist und ein piezoelektrisches Teil (82) enthält; eine Membran (30), die einen flexiblen plattenförmigen Abschnitt (31), der an einem distalen Ende des Gehäuses befestigt ist, und einen Stababschnitt (32) enthält, der dazu geeignet ist, eine Last auf das Druckmesselement zu übertragen; und eine Wärmeschutzplatte (40), die so angeordnet ist, dass sie die Membran abdeckt, und eine Vielzahl von Öffnungen (40a) enthält, die den flexiblen plattenförmigen Abschnitt freilegen.There is provided a pressure sensor capable of protecting a diaphragm from a pressure medium having a high temperature to restrain thermal deformation, restrain or prevent deterioration in sensor precision due to heat, and ensure prescribed sensor precision. The pressure sensor includes: a tubular housing (10, 20); a pressure sensing element (80) housed in the housing and including a piezoelectric part (82); a diaphragm (30) including a flexible plate-shaped portion (31) attached to a distal end of the housing and a rod portion (32) adapted to transmit a load to the pressure measuring element; and a heat shield plate (40) arranged to cover the membrane and including a plurality of openings (40a) exposing the flexible plate-shaped portion.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks eines Druckmediums, insbesondere einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks eines Hochtemperatur-Druckmediums, wie etwa eines Verbrennungsgases in einem Motorbrennraum.The present invention relates to a pressure sensor for detecting a pressure of a pressure medium, in particular a pressure sensor for detecting a pressure of a high-temperature pressure medium, such as a combustion gas in an engine combustion chamber.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the prior art

Als Drucksensor im Stand der Technik ist ein Drucksensor bekannt, der mit einem rohrförmigen Gehäuse, einer Membran, die an der distalen Endseite an das Gehäuse angebunden ist und angepasst ist, um entsprechend einem empfangenen Druck verformt zu werden, einem Sensorabschnitt, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und einer Übertragungsstange, die angepasst ist, um eine von der Membran empfangene Kraft auf den Sensorabschnitt zu übertragen, versehen ist, wobei eine Vielzahl von vorstehenden Abschnitten integral bzw. einstückig an der Außenfläche der Membran ausgebildet ist (beispielsweise Patentdokument 1).As a pressure sensor in the prior art, a pressure sensor is known, which has a tubular housing, a diaphragm which is connected to the housing at the distal end side and is adapted to be deformed according to a received pressure, a sensor portion which is in the housing and a transmission rod adapted to transmit a force received from the diaphragm to the sensor portion is provided, wherein a plurality of protruding portions are integrally formed on the outer surface of the diaphragm (for example, Patent Document 1).

Der Drucksensor kann Wärmeeinflüsse nicht eindämmen oder verhindern, da die Membrane direkt einem Verbrennungsgas ausgesetzt ist. Falls die Membran durch Wärme beeinflusst wird, kommt es zu einer Verzerrung bzw. Verformung durch thermische Ausdehnung, was zu einer Verschlechterung der Präzision des Sensorabschnitts führt.The pressure sensor cannot contain or prevent the effects of heat because the membrane is directly exposed to a combustion gas. If the diaphragm is affected by heat, distortion due to thermal expansion occurs, resulting in deterioration in the precision of the sensor section.

Da die vorstehenden Abschnitte und Rillenabschnitte abwechselnd in einem effektiven Druckaufnahmeabschnitt der Membran ausgerichtet sind, der den Druck des Verbrennungsgases aufnimmt, weist die Membran außerdem eine Struktur auf, in der Bereiche mit dicken bzw. großen Dicken und Bereiche mit dünnen Dicken vorhanden sind. Falls also die Membran dem Verbrennungsgas bei einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, dann steigt ein Temperaturgradient, erzeugte thermische Spannungen unterscheiden sich zwischen den dicken vorstehenden Abschnitten und den dünnen Nutabschnitten, und es besteht auch die Gefahr, dass Risse oder Brüche der Membran aufgrund thermischer Ermüdung auftreten.In addition, since the protruding portions and groove portions are alternately aligned in an effective pressure receiving portion of the diaphragm which receives the pressure of the combustion gas, the diaphragm has a structure in which there are areas of thick and large thicknesses and areas of thin thicknesses. Thus, if the diaphragm is exposed to the combustion gas at a high temperature, a temperature gradient increases, generated thermal stress differs between the thick protruding portions and the thin groove portions, and there is also a risk that the diaphragm may be cracked or broken due to thermal fatigue .

PatentdokumentePatent documents

[Patentdokument 1] Japanisches Patent Nr. 6143926 [Patent Document 1] Japanese Patent No. 6143926

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorgenannten Umstände gemacht, und ein Ziel davon ist es, einen Drucksensor bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Membran vor einem Druckmedium mit einer hohen Temperatur zu schützen, um thermische Verformung einzudämmen, die Verschlechterung der Sensorpräzision aufgrund des Einflusses von Wärme einzudämmen oder zu verhindern, und den Druck des Hochtemperatur-Druckmediums mit hoher Präzision zu erfassen.The present invention has been made in view of the foregoing circumstances, and an object thereof is to provide a pressure sensor capable of protecting a diaphragm from a pressure medium having a high temperature to restrain thermal deformation due to deterioration in sensor precision to contain or prevent the influence of heat, and to detect the pressure of the high-temperature printing medium with high precision.

Ein Drucksensor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein Gehäuse, das rohrförmig ausgebildet ist; ein Druckmesselement, das in dem Gehäuse untergebracht ist und ein piezoelektrisches Bauteil bzw. Teil enthält; eine Membran, die einen flexiblen, plattenförmigen Abschnitt, der an einem distalen Ende des Gehäuses befestigt ist, und einen Stababschnitt enthält, der geeignet ist, eine Last auf das Druckmesselement zu übertragen; und eine Hitze- bzw. Wärmeschutzplatte, die so angeordnet ist, dass sie die Membran abdeckt, und die eine Vielzahl von Öffnungen enthält, die den flexiblen, plattenförmigen Abschnitt freilegen.A pressure sensor according to the present invention includes: a housing formed in a tubular shape; a pressure sensing element housed in the case and including a piezoelectric component; a diaphragm including a flexible plate-shaped portion attached to a distal end of the housing and a rod portion adapted to transmit a load to the pressure measuring element; and a heat shield which is arranged to cover the membrane and which includes a plurality of openings that expose the flexible plate-shaped portion.

Bei dem oben erwähnten Drucksensor kann die Wärmeschutzplatte durch die Anordnung und den Zusammenbau einer Vielzahl von linearen Elementen in einer Gitterform gebildet werden.In the above-mentioned pressure sensor, the heat shield plate can be formed by arranging and assembling a plurality of linear members in a lattice shape.

Bei dem oben erwähnten Drucksensor kann die Wärmeschutzplatte neben dem flexiblen, plattenförmigen Abschnitt angeordnet sein.In the above-mentioned pressure sensor, the heat protection plate can be arranged next to the flexible, plate-shaped portion.

Der vorgenannte Drucksensor kann ferner enthalten: ein ringförmiges Element, das die Wärmeschutzplatte hält, und das ringförmige Element kann am Gehäuse befestigt sein.The aforementioned pressure sensor may further include: an annular member that holds the heat shield plate, and the annular member may be fixed to the case.

Bei dem oben erwähnten Drucksensor kann ein distaler rohrförmiger Endabschnitt des Gehäuses gekrümmt bzw. gebogen sein, um eine Außenkante der Wärmeschutzplatte zu halten.In the above-mentioned pressure sensor, a distal tubular end portion of the housing may be curved or bent to hold an outer edge of the heat shield plate.

Bei dem oben erwähnten Drucksensor kann eine Öffnungsoberfläche der Vielzahl von Öffnungen in einem Bereich von 20 % bis 50 % einer Oberfläche des flexiblen plattenförmigen Abschnitts der Membran liegen.In the above-mentioned pressure sensor, an opening surface of the plurality of openings may be in a range of 20% to 50% of a surface of the flexible plate-shaped portion of the diaphragm.

Bei dem oben erwähnten Drucksensor kann die Wärmeabschirmplatte aus einem Material gebildet sein, das eine gleiche Wärmeleitfähigkeit wie oder eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Membran aufweist.In the above-mentioned pressure sensor, the heat shield plate may be formed from a material which has a thermal conductivity equal to or lower than that of the diaphragm.

Bei dem vorgenannten Drucksensor kann das ringförmige Element aus dem gleichen Material wie die Wärmeschutzplatte gebildet sein.In the aforementioned pressure sensor, the ring-shaped element can be formed from the same material as the heat protection plate.

Bei dem vorgenannten Drucksensor kann das Druckmesselement eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode enthalten, die geschichtet bzw. laminiert sind, um das piezoelektrische Teil zusammenzudrücken bzw. einzuklemmen, wobei ein erstes leitfähiges Bauteil bzw. Teil, das aus dem Gehäuse mit Isolierung gezogen ist, mit der ersten Elektrode verbunden sein kann, und wobei ein zweites leitfähiges Bauteil bzw. Teil, das aus dem Gehäuse mit Isolierung gezogen ist, mit der zweiten Elektrode verbunden sein kann.In the aforementioned pressure sensor, the pressure sensing element may include a first electrode and a second electrode that are laminated to compress the piezoelectric part, with a first conductive member drawn from the insulated housing, may be connected to the first electrode, and wherein a second conductive component or part drawn from the housing with insulation may be connected to the second electrode.

Gemäß dem Drucksensor mit der oben genannten Konfiguration ist es möglich, einen Drucksensor zu erhalten, der in der Lage ist, eine Membran vor einem Druckmedium mit hoher Temperatur zu schützen, um thermische Verformung einzudämmen, die Verschlechterung der Sensorpräzision aufgrund des Einflusses von Wärme einzudämmen oder zu verhindern und den Druck des Hochtemperatur-Druckmediums mit hoher Präzision zu erfassen.According to the pressure sensor having the above configuration, it is possible to obtain a pressure sensor capable of protecting a diaphragm from a high temperature pressure medium to restrain thermal deformation, restrain deterioration in sensor precision due to the influence of heat, or and to detect the pressure of the high-temperature printing medium with high precision.

FigurenlisteFigure list

1 Fig. 13 is an external perspective view showing a first embodiment of a pressure sensor according to the present invention.
2 FIG. 13 is a sectional view taken along an axial line of FIG 1 pressure sensor shown.
3 FIG. 13 is an exploded perspective view of a sensor module, a heat shield, and an annular member included in the FIG 1 pressure sensor shown are included.
4th Fig. 3 is a partial sectional view of the Fig 1 pressure sensor shown.
5 FIG. 13 is a partial sectional view of the pressure sensor in a position rotated 90 degrees about an axial line S relative to that of FIG 4th shown section.
6th Fig. 13 shows a diaphragm, the heat shield and the annular member according to the first embodiment and is an exploded perspective view from the side of the diaphragm housed in a case.
7th Fig. 13 shows the diaphragm, the heat shield and the ring-shaped member according to the first embodiment and is an exploded perspective view from the side of the ring-shaped member exposed to the outside of the housing.
8th Fig. 13 shows a second embodiment of the pressure sensor according to the present invention and is a partial sectional view of the pressure sensor.
9 Fig. 13 shows a third embodiment of the pressure sensor according to the present invention and is a partial sectional view of the pressure sensor.
10 FIG. 13 is a perspective view showing a heat shield used in the FIG 9 pressure sensor shown is included.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

Ein Drucksensor gemäß der ersten Ausführungsform ist an einem Zylinderkopf H eines Motors angebracht, wie in 2 dargestellt, um den Druck eines Verbrennungsgases zu erfassen, das ein Druckmedium in einem Brennraum ist.A pressure sensor according to the first embodiment is attached to a cylinder head H of an engine, as in FIG 2 shown to detect the pressure of a combustion gas, which is a pressure medium in a combustion chamber.

Der Drucksensor gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein Außengehäuse 10 und ein Untergehäuse 20 als röhren- bzw. rohrförmige Gehäuse, die eine axiale Linie S definieren, eine Membran 30, eine Wärmeschutzplatte 40, ein ringförmiges Element 45, eine Halteplatte 50, ein Positionierungselement 60, ein Wärmeisolierelement 70, ein Druckmessungselement 80, ein Vorlast- bzw. Vorspannungsaufbringungselement 90, einen Leitungsdraht 101, der ein erstes leitendes Teil ist, einen Leitungsdraht 102, der ein zweites leitendes Teil ist, und einen Verbinder 110, wie in 1 bis 3 dargestellt.The pressure sensor according to the first embodiment comprises an outer housing 10 and a lower case 20th as a tubular housing defining an axial line S, a membrane 30th , a heat protection plate 40 , an annular element 45 , a holding plate 50, a positioning member 60, a heat insulating member 70, a pressure measuring member 80 , a preload applying member 90, a lead wire 101 , which is a first conductive part, a lead wire 102 which is a second conductive member and a connector 110 as in FIG 1 until 3 shown.

Hier enthält das Druckmesselement 80 eine erste Elektrode 81, ein piezoelektrisches Teil 82 und eine zweite Elektrode 83, die in Reihenfolge in Richtung der axialen Linie S von der distalen Endseite des Gehäuses aus geschichtet sind.Here contains the pressure measuring element 80 a first electrode 81 , a piezoelectric part 82 and a second electrode 83 layered in order in the direction of the axial line S from the distal end side of the housing.

Das Vorspannungsaufbringelement 90 umfasst ein Sicherungselement 91 und ein Isolierelement 92.The bias applying member 90 includes a fuse member 91 and an insulating member 92.

Das Außengehäuse 10 ist in einer rohrförmigen Form ausgebildet, die sich in Richtung der axialen Linie S erstreckt, wie in 1 und 2 dargestellt, unter Verwendung eines Ausscheidungshärtungs- oder ferritbasierten Metallmaterials, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, und enthält einen distalen rohrförmigen Endabschnitt 11, eine innere Einpassumfangswand 12, einen Stufendifferenzabschnitt 13, einen Durchgangs- bzw. Durchdringungspfad 14, einen in der äußeren Umfangsfläche ausgebildeten männlichen Gewindeabschnitt 15, einen Flanschabschnitt 16 und einen Verbinderkupplungsabschnitt 17.The outer casing 10 is formed in a tubular shape extending in the direction of the axial line S, as in FIG 1 and 2 shown using a precipitation hardening or ferrite based metal material such as stainless steel and includes a distal tubular end portion 11 , a fitting inner peripheral wall 12, a step difference portion 13, a penetration path 14, a male thread portion 15 formed in the outer peripheral surface, a flange portion 16, and a connector coupling portion 17.

Das Untergehäuse 20 ist zu einer rohrförmigen Form ausgebildet, die sich in Richtung der Axiallinie S erstreckt, wie in 4 und 5 dargestellt, unter Verwendung eines Ausscheidungshärtungs- oder ferritbasierten Metallmaterials, wie beispielsweise Edelstahl, und enthält eine äußere Umfangswand 21, die an der inneren Einpassumfangswand 12 eingepasst ist, eine innere Umfangswand 22 um die Axiallinie S in der Mitte, eine distale Endfläche 23 und eine weiterführende bzw. innere Seitenendfläche 24.The lower case 20th is formed into a tubular shape extending in the direction of the axial line S, as in FIG 4th and 5 shown, using a precipitation hardening or ferrite based metal material such as stainless steel, and includes an outer peripheral wall 21 fitted to the inner peripheral wall 12, an inner peripheral wall 22 around the axial line S in the center, a distal end surface 23 and a continuation or inner side end surface 24.

Außerdem wird das Untergehäuse 20 an der Innenseite des Außengehäuses 10 eingepasst und in einem Zustand, in dem die Membran 30, die Halteplatte 50, das Positionierelement 60, das Wärmeisolierelement 70, das Druckmesselement 80, das Vorspannungsaufbringungselement 90, der Leitungsdraht 101 und der Leitungsdraht 102 zusammengebaut sind, durch Schweißen oder dergleichen daran befestigt.In addition, the lower case 20th on the inside of the outer housing 10 fitted and in a state in which the diaphragm 30th , the holding plate 50, the positioning element 60, the heat insulating element 70, the pressure measuring element 80 , the bias applying member 90, the lead wire 101 and the lead wire 102 are assembled, attached thereto by welding or the like.

Die Membran 30 ist aus einem Metallmaterial gebildet, das eine Ausscheidungshärtungseigenschaft aufweist, wie beispielsweise Edelstahl, und enthält einen flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 und einen Stababschnitt 32, der so gebildet ist, dass er mit dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 kontinuierlich bzw. zusammenhängend ist, wie in 4 bis 6 dargestellt.The membrane 30th is formed from a metal material having precipitation hardening property such as stainless steel and includes a flexible plate-shaped portion 31 and a rod section 32 which is formed so as to be connected to the flexible plate-shaped portion 31 is continuous, as in 4th until 6th shown.

Der flexible plattenförmige Abschnitt 31 ist zu einer elastisch verformbaren Scheibenform mit einem Außendurchmesser gebildet, der der Außendurchmesserabmessung des Untergehäuses 20 entspricht, und ein äußerer Rand- bzw. Kantenbereich davon ist an der distalen Endfläche 23 des Untergehäuses 20 durch Schweißen oder dergleichen befestigt.The flexible plate-shaped section 31 is formed into an elastically deformable disc shape with an outer diameter that is the outer diameter dimension of the lower case 20th and an outer edge portion thereof is on the distal end surface 23 of the lower case 20th attached by welding or the like.

Der flexible plattenförmige Abschnitt 31 definiert einen effektiven Druckaufnahmeabschnitt in einem kreisförmigen Bereich, der kleiner ist als der Innendurchmesser der inneren Umfangswand 22 des Untergehäuses 20, und ist so angepasst, dass er in Richtung der axialen Linie S elastisch verformt wird, als Reaktion auf eine Belastung entsprechend dem Druck des darauf einwirkenden Verbrennungsgases.The flexible plate-shaped section 31 defines an effective pressure receiving portion in a circular area that is smaller than the inner diameter of the inner peripheral wall 22 of the lower case 20th , and is adapted to be elastically deformed in the direction of the axial line S in response to a load corresponding to the pressure of the combustion gas acting thereon.

Der Stababschnitt 32 ist in einer Säulenform ausgebildet, die sich in Richtung der Axiallinie S erstreckt, von einem mittleren Bereich des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 um die Axiallinie S bei dem Mittelpunkt herum zur Innenseite des Untergehäuses 20.The rod section 32 is formed in a columnar shape extending in the direction of the axial line S from a central area of the flexible plate-shaped portion 31 around the axial line S at the midpoint to the inside of the lower case 20th .

Die äußere Umfangsfläche des Stababschnitts 32 ist mit einem ringförmigen Abstand zur inneren Umfangswand 22 des Untergehäuses 20 angeordnet.The outer peripheral surface of the rod section 32 is at an annular distance from the inner peripheral wall 22 of the lower housing 20th arranged.

Darüber hinaus spielt der Stababschnitt 32 eine Rolle bei der Übertragung einer vom flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 aufgenommenen Kraft an das piezoelektrische Teil 82 über die Halteplatte 50, das Wärmeisolierelement 70 und die erste Elektrode 81.In addition, the staff section plays 32 a role in the transfer of one of the flexible plate-shaped portion 31 absorbed force on the piezoelectric part 82 via the holding plate 50, the heat insulating member 70 and the first electrode 81 .

Außerdem, das der Stababschnitts 32 bereitgestellt ist, wird die Wärmemenge, die auf die Membran 30 übertragen wird, durch den Stababschnitt 32 mit einer verengten Oberfläche bzw. Fläche begrenzt, wenn die Wärme in das Innere des Untergehäuses 20 übertragen wird. Somit ist es möglich, die Menge der übertragenen Wärme, die sich von der Membran 30 nach innen bewegt, einzudämmen.In addition, that of the rod section 32 is provided, the amount of heat that is applied to the membrane 30th is transmitted through the rod section 32 limited with a narrowed surface or area when the heat enters the interior of the lower case 20th is transmitted. Thus it is possible to reduce the amount of heat transferred by the membrane 30th moved inward to curb.

Die Wärmeschutzplatte 40 wird unter Verwendung des gleichen Materials wie die Membran 30 gitterförmig gebildet, beispielsweise aus einem Metallmaterial mit Ausscheidungshärtungseigenschaften, wie beispielsweise Edelstahl.The heat protection plate 40 is made using the same material as the membrane 30th Formed in a grid shape, for example from a metal material with precipitation hardening properties, such as stainless steel.

Mit anderen Worten, die Wärmeschutzplatte 40 wird durch einen solchen Zuschnitt gebildet, dass der äußere Umfangsbereich eine kreisförmige Form aufweist, indem eine Vielzahl von linearen Elementen 41, die in gleichen Abständen parallel ausgerichtet sind, und eine Vielzahl von linearen Elementen 42, die in gleichen Abständen parallel ausgerichtet sind, geschichtet und so zusammengesetzt werden, dass sie sich rechtwinklig schneiden, um eine Vielzahl von Öffnungen 40a zu definieren, wie in 6 und 7 dargestellt.In other words, the heat shield 40 is formed by cutting such that the outer peripheral portion has a circular shape by incorporating a plurality of linear elements 41 that are aligned in parallel at equal intervals, and a plurality of linear elements 42 equidistantly aligned in parallel, layered and put together to intersect at right angles to form a plurality of openings 40a to define as in 6th and 7th shown.

Außerdem ist die Wärmeschutzplatte 40 so gebildet, dass sie eine Dickenabmessung hat, die der Dickenabmessung des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 der Membran 30 entspricht, und die Wärmeschutzplatte 40 ist so gebildet, dass sie eine Außendurchmesserabmessung hat, die eine Größe ist, mit der die Wärmeschutzplatte 40 an die Innenseite des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 des Außengehäuses 10 eingepasst ist, das heißt einer Außendurchmesserabmessung, die etwas kleiner als die Innendurchmesserabmessung der Innenwandfläche 11a ist.Also is the heat shield 40 formed to have a thickness dimension that is the same as the thickness dimension of the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th and the heat protection plate 40 is formed to have an outer diameter dimension that is a size with which the heat shield plate 40 to the inside of the distal tubular end portion 11 of the outer housing 10 is fitted, that is, an outer diameter dimension slightly smaller than the inner diameter dimension of the inner wall surface 11a.

Als ein Material für die linearen Elemente 41 und 42, die die Wärmeschutzplatte 40 bilden, wird vorzugsweise ein Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, ausgezeichneter Haltbarkeit und hoher Steifigkeit verwendet, und Beispiele dafür, die zusätzlich zu dem oben erwähnten rostfreien Stahl verwendet werden können, umfassen eine Nickellegierung, eine Legierung auf Eisenbasis, eine Titanlegierung und dergleichen. Die Wärmeleitfähigkeit ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 W/m. K und ist beispielsweise bevorzugter gleich oder kleiner als 5 W/m·K.As a material for the linear elements 41 and 42 who have favourited the heat shield 40 a material having low thermal conductivity, excellent durability and high rigidity is preferably used, and examples thereof which can be used in addition to the above-mentioned stainless steel include a nickel alloy, an iron-based alloy, a titanium alloy and the like. The thermal conductivity is preferably equal to or less than 15 W / m. For example, K and is more preferably equal to or less than 5 W / m · K.

In einem Fall, in dem ein Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als die Membran 30 als ein Material der Wärmeschutzplatte 40 verwendet wird, ist es möglich, die Menge der Übertragung von Wärme, die vom Druckmedium mit einer hohen Temperatur über die Wärmeschutzplatte 40 auf die Membran 30 übertragen wird, effektiv einzudämmen.In a case where a material with lower thermal conductivity than the membrane 30th as a material of the heat shield 40 is used, it is possible to reduce the amount of transfer of heat generated by the printing medium having a high temperature through the heat shield 40 on the membrane 30th effectively contain.

Außerdem wird die Wärmeschutzplatte 40 von dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 überlappt und ist von der Außenseite her an diese angrenzend und mit dem ringförmigen Element 45 in Richtung der axialen Linie S gegen die Membran 30 gedrückt und an dieser gehalten, wie in 4 und 5 dargestellt.In addition, the heat protection plate 40 from the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th overlaps and is adjacent to this from the outside and with the annular element 45 in the direction of the axial line S against the membrane 30th pressed and held at this, as in 4th and 5 shown.

Mit anderen Worten, die Wärmeschutzplatte 40 ist so angeordnet, dass sie die Membran 30, die dem Hochtemperatur-Druckmedium (Hochtemperatur-Verbrennungsgas) ausgesetzt ist, von der Außenseite abdeckt.In other words, the heat shield 40 is arranged so that it touches the membrane 30th exposed to the high-temperature pressure medium (high-temperature combustion gas) from the outside.

Die Wärmeschutzplatte 40 mit der vorgenannten Konfiguration ist als ein von der Membran 30 getrenntes Element ausgebildet, wiederholt also allein die Ausdehnung und Kontraktion aufgrund der vom Hochtemperatur-Druckmedium aufgenommenen Wärme und leitet Wärme ab, wobei auch eine Wärmebarriere bzw. -sperre zwischen der Wärmeschutzplatte 40 und der Membran 30 gebildet wird, da sie getrennte Elemente sind, und die Wärmeschutzplatte 40 hat somit die Funktion, die Wärmeübertragung auf die Membran 30 einzudämmen.The heat protection plate 40 with the aforementioned configuration is as one of the membrane 30th formed separate element, so only repeats the expansion and contraction due to the heat absorbed by the high-temperature pressure medium and dissipates heat, with a thermal barrier or barrier between the heat protection plate 40 and the membrane 30th since they are separate members, and the heat shield plate 40 thus has the function of transferring heat to the membrane 30th contain.

Dabei wird die Oberfläche der mehreren Öffnungen 40a der Wärmeschutzplatte 40 in einem Bereich von 20 % bis 50 % der Oberfläche des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 (effektiver Druckaufnahmeabschnitt) der Membran 30 eingestellt.This is the surface of the multiple openings 40a the heat protection plate 40 in a range from 20% to 50% of the surface of the flexible plate-shaped portion 31 (effective pressure receiving section) of the membrane 30th set.

Durch Einstellen der Oberfläche innerhalb des oben beschriebenen Bereichs ist es möglich, einen ungünstigen Einfluss, bei dem die Wärmeschutzplatte 40 den Druck unterbricht und auf die Membran 30 wirkt, einzudämmen, um einen zufriedenstellenden Einfluss zu erhalten, bei dem die Wärmeschutzplatte 40 den Einfluss von Wärme auf die Membran 30 eindämmt oder verhindert, und dadurch eine zufriedenstellende Hitzeschutzwirkung zu erhalten.By setting the surface area within the above-described range, it is possible to have an adverse influence on which the heat shield 40 interrupts the pressure and on the membrane 30th acts to contain in order to obtain a satisfactory influence in which the heat shield 40 the influence of heat on the membrane 30th contain or prevent, and thereby obtain a satisfactory heat protection effect.

Das ringförmige Element 45 ist dazu angepasst, die Wärmeschutzplatte 40 an einer vorbestimmten Position zu halten, ist zu einer ringförmigen flachen Platte gebildet, von der Richtung der axialen Linie S, wie in 5 und 6 dargestellt, unter Verwendung des gleichen Materials wie die Wärmeschutzplatte 40, beispielsweise eines Metallmaterials mit einer Ausscheidungshärtungseigenschaft, wie beispielsweise Edelstahl, und enthält eine Öffnung 45a und eine äußere Umfangsfläche 45b.The ring-shaped element 45 is adapted to this, the heat protection plate 40 at a predetermined position is formed into an annular flat plate from the direction of the axial line S as in FIG 5 and 6th using the same material as the heat shield 40 , for example, a metal material having a precipitation hardening property such as stainless steel, and includes an opening 45a and an outer peripheral surface 45b.

Das ringförmige Element 45 ist so gebildet, dass es eine Außendurchmesserabmessung aufweist, die eine Größe ist, mit der das ringförmige Element 45 in engen Kontakt mit der Innenseite des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 des Außengehäuses 10 kommt und in diese eingepasst ist, das heißt einer Außendurchmesserabmessung, die der Innendurchmesserabmessung der Innenwandfläche 11a entspricht. Außerdem ist die Öffnung 45a so gebildet, dass sie eine Innendurchmesserabmessung hat, die eine Abmessung ist, mit der der effektive Druckaufnahmeabschnitt des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 der Membran 30 freiliegt, und in diesem Fall einer Innendurchmesserabmessung, die der Innendurchmesserabmessung der inneren Umfangswand 22 des Untergehäuses 20 entspricht.The ring-shaped element 45 is formed to have an outer diameter dimension that is a size with which the annular member 45 in close contact with the inside of the distal tubular end portion 11 of the outer housing 10 comes and is fitted therein, that is, an outer diameter dimension corresponding to the inner diameter dimension of the inner wall surface 11a. In addition, the opening 45a is formed to have an inner diameter dimension that is a dimension with which the effective pressure receiving portion of the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th is exposed, and in this case an inside diameter dimension that is the inside diameter dimension of the inner peripheral wall 22 of the lower case 20th is equivalent to.

Das ringförmige Element 45 ist von der Außenseite her neben bzw. benachbart zu der Wärmeschutzplatte 40 angeordnet und mit der äußeren Umfangsfläche 45b, die mit der inneren Wandfläche 11a des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 verschweißt ist, an dem Außengehäuse 10 befestigt, in einem Zustand, in dem die Wärmeschutzplatte 40 gegen den flexiblen, plattenförmigen Abschnitt 31 gedrückt wird.The ring-shaped element 45 is next to or adjacent to the heat protection plate from the outside 40 arranged and with the outer peripheral surface 45b that with the inner wall surface 11a of the distal tubular end portion 11 is welded to the outer housing 10 attached, in a state in which the heat shield 40 against the flexible, plate-shaped section 31 is pressed.

Hier ist es möglich, durch die Verwendung des gleichen Materials wie die Wärmeschutzplatte 40 für das ringförmige Element 45 zu verhindern, dass sich die thermischen Eigenschaften voneinander unterscheiden, und die Wärmeschutzplatte 40 stabil gegen die Membran 30 zu drücken und zu halten.Here it is possible by using the same material as the heat protection plate 40 for the annular element 45 to prevent the thermal properties from being different from each other, and the heat shield 40 stable against the membrane 30th to press and hold.

Die Halteplatte 50 ist in einer Scheibenform mit einem Außendurchmesser gebildet, der größer ist als der Außendurchmesser des Stababschnitts 32, wie in 4 und 5 dargestellt, unter Verwendung eines Ausscheidungshärtungs- oder ferritbasierten Metallmaterials, wie beispielsweise Edelstahl.The holding plate 50 is formed in a disk shape with an outer diameter larger than the outer diameter of the rod portion 32 , as in 4th and 5 using a precipitation hardening or ferrite based metal material such as stainless steel.

Außerdem ist die Halteplatte 50 sandwichartig zwischen dem Stababschnitt 32 der Membran 30 und dem Wärmeisolierelement 70 angeordnet, hält das Positionierelement 60 mit Trennung vom flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 und dient dazu, einen Raum zwischen dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 und dem Positionierelement 60 zu definieren.In addition, the holding plate 50 is sandwiched between the rod portion 32 the membrane 30th and the heat insulating member 70 is arranged, the positioning member 60 holds with separation from the flexible plate-shaped portion 31 and serves to create a space between the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th and the positioning element 60 to define.

Auf diese Weise ist es möglich, die von der Membran 30 in das Innere des Untergehäuses 20 gerichtete Wärmeübertragung aufgrund des Vorhandenseins des oben erwähnten Raums effizient einzudämmen.In this way it is possible to remove the membrane from the membrane 30th inside the lower case 20th efficiently contain directed heat transfer due to the presence of the space mentioned above.

Es sei angemerkt, dass die Halteplatte 50 aus einem isolierenden Material und anderen Materialien gefertigt sein kann, solange das Material eine hohe mechanische Steifigkeit aufweist.It should be noted that the holding plate 50 is made of an insulating material and other materials can be made as long as the material has a high mechanical rigidity.

Das Positionierungselement 60 ist zu einer im Wesentlichen rohrförmigen Form gebildet, die sich in Richtung der axialen Linie S erstreckt, wie in 4 und 5 dargestellt, unter Verwendung eines Isoliermaterials mit einer elektrischen Isoliereigenschaft und einer thermischen bzw. Wärmeisoliereigenschaft, und enthält eine Durchgangsbohrung 61, einen Einpassungsaussparungsabschnitt 62, eine äußere Umfangsfläche 63 und zwei Kerbnuten 64, durch die die Leitungsdrähte 101 und 102 geführt werden.The positioning member 60 is formed into a substantially tubular shape extending in the direction of the axial line S, as in FIG 4th and 5 shown using an insulating material having an electrical insulating property and a thermal insulating property, and includes a through hole 61, a fitting recess portion 62, an outer peripheral surface 63 and two notched grooves 64 through which the lead wires 101 and 102 be guided.

Die Durchgangsbohrung 61 ist als kreisförmiges Loch ausgebildet, das sich in der Mitte und in Richtung der Axiallinie S um die Axiallinie S erstreckt.The through hole 61 is formed as a circular hole which extends around the axial line S in the center and in the direction of the axial line S.

Der Einpassungsaussparungsabschnitt 62 ist als kreisförmiger Aussparungsabschnitt um die axiale Linie S in der Mitte zur Aufnahme der Halteplatte 50 ausgebildet.The fitting recess portion 62 is designed as a circular recess portion around the axial line S in the center for receiving the holding plate 50.

Die äußere Umfangsfläche 63 ist als zylindrische Fläche um die axiale Linie S in der Mitte ausgebildet, um in die innere Umfangswand 22 des Untergehäuses 20 eingepasst zu werden.The outer circumferential surface 63 is formed as a cylindrical surface around the axial line S in the middle, in order to be inserted into the inner circumferential wall 22 of the lower housing 20th to be fitted.

Die beiden Kerbnuten 64 haben in Richtung der Axiallinie S die gleiche Tiefenabmessung und sind an punktsymmetrischen Positionen vorgesehen, die um 180 Grad um die Axiallinie S voneinander getrennt sind.The two notch grooves 64 have the same depth dimension in the direction of the axial line S and are provided at point-symmetrical positions which are separated from one another by 180 degrees around the axial line S.

Hier wird als ein Isoliermaterial zur Bildung des Positionierelements 60 vorzugsweise ein Material mit hoher Wärmekapazität und geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet. Die Wärmeleitfähigkeit ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 W/m. K und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als beispielsweise 5 W/m. K. Spezifische Beispiele für das Material sind Keramiken wie Quarzglas, Steatit, Zirkonerde bzw. Zirkoniumdioxid, Cordierit, Forsterit, Mulit und Yttriumoxid sowie leitfähige Materialien, an denen eine Isolationsbearbeitung vorgenommen wurde.Here, as an insulating material for forming the positioning member 60, a material having a high thermal capacity and a low thermal conductivity is preferably used. The thermal conductivity is preferably equal to or less than 15 W / m. K and particularly preferably equal to or less than, for example, 5 W / m. K. Specific examples of the material are ceramics such as quartz glass, steatite, zircon earth or zirconium dioxide, cordierite, forsterite, mulit and yttrium oxide and conductive materials on which insulation processing has been carried out.

Darüber hinaus wird das Positionierungselement 60 durch die Halteplatte 50 abgestützt, die an dem Stababschnitt 32 anliegt, ist in der inneren Umfangswand 22 des Untergehäuses 20 eingepasst und positioniert und hält in einem geschichteten Zustand das Wärmeisolierelement 70 und das Druckmessungselement 80 einschließlich der ersten Elektrode 81, des piezoelektrischen Teils 82 und der zweiten Elektrode 83 sowie dem Isolierelement 92 in der Durchgangsbohrung 61.In addition, the positioning element 60 is supported by the holding plate 50, which is attached to the rod section 32 is applied is in the inner peripheral wall 22 of the lower case 20th fitted and positioned and held in a layered state the heat insulating member 70 and the pressure measuring member 80 including the first electrode 81 , the piezoelectric part 82 and the second electrode 83 and the insulating element 92 in the through hole 61.

Mit anderen Worten, das Positionierungselement 60 ist innerhalb des Untergehäuses 20, das ein Teil des Gehäuses ist, angeordnet und dient dazu, das Wärmeisolierelement 70, das Druckmesselement 80 und das Isolierelement 92 in die Durchgangsbohrung 61 einzupassen, um das Wärmeisolierelement 70, das Druckmesselement 80 und das Isolierelement 92 auf der axialen Linie S des Gehäuses zu positionieren.In other words, the positioning element 60 is within the lower housing 20th , which is a part of the housing, and serves to the heat insulating element 70, the pressure measuring element 80 and fitting the insulating member 92 into the through hole 61 to form the heat insulating member 70, the pressure measuring member 80 and position the insulating member 92 on the axial line S of the housing.

Dadurch ist es möglich, das Wärmeisolierelement 70 und die erste Elektrode 81, das piezoelektrische Teil 82 und die zweite Elektrode 83, die das Druckmesselement 80 auf der axialen Linie S konfigurieren, einfach in Bezug auf das Positionierelement 60 zu positionieren und zu montieren, wobei die Isolationseigenschaften beider Elektroden sichergestellt werden.This enables the heat insulating member 70 and the first electrode 81 , the piezoelectric part 82 and the second electrode 83 that the pressure measuring element 80 on the axial line S, easy to position and assemble with respect to the positioning element 60, while ensuring the insulating properties of both electrodes.

Außerdem ist die Wärmeleitfähigkeit des Positionierelements 60 vorzugsweise gleich der Wärmeleitfähigkeit des Wärmeisolierelements 70 und geringer als die Wärmeleitfähigkeit des Isolierelements 92. Auf diese Weise ist es möglich, das Positionierelement 60 auch als Wärmeisolierelement wirken zu lassen.In addition, the thermal conductivity of the positioning element 60 is preferably equal to the thermal conductivity of the thermal insulating element 70 and less than the thermal conductivity of the insulating element 92. In this way, it is possible to let the positioning element 60 also act as a thermal insulating element.

Da das Positionierelement 60 von der Halteplatte 50 gestützt wird, mit Abstand zum flexiblen, plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 angeordnet ist und so gebildet ist, dass es das Wärmeisolierelement 70 umgibt, ist es außerdem möglich, die Wärmeübertragung von der Membran 30 und dem Wandabschnitt des Gehäuses zum piezoelektrischen Teil 82 effizienter einzudämmen.Since the positioning element 60 is supported by the holding plate 50, at a distance from the flexible, plate-shaped section 31 the membrane 30th is arranged and is formed so that it surrounds the heat insulating member 70, it is also possible to heat transfer from the membrane 30th and the wall portion of the housing to the piezoelectric part 82 contain more efficiently.

Das Wärmeisolierelement 70 wird in einer säulenförmigen Form mit einer vorbestimmten Höhe mit einem Außendurchmesser gebildet, der dem Außendurchmesser der ersten Elektrode 81 entspricht, wie in 3 bis 5 dargestellt, unter Verwendung eines Isoliermaterials mit einer elektrischen Isoliereigenschaft und einer thermischen Isoliereigenschaft. The heat insulating member 70 is formed in a columnar shape having a predetermined height with an outer diameter that is the outer diameter of the first electrode 81 corresponds to, as in 3 until 5 shown using an insulating material having an electrical insulating property and a thermal insulating property.

Hier wird als Isolationsmaterial zur Bildung des Wärmeisolierelements 70 vorzugsweise ein Material mit hoher Wärmekapazität und niedriger Wärmeleitfähigkeit verwendet. Die Wärmeleitfähigkeit ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 W/m. K und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als beispielsweise 5 W/m. K. Spezifische Beispiele für das Material enthalten Keramiken wie Quarzglas, Steatit, Zirkonerde bzw. Zirkoniumdioxid, Cordierit, Forsterit, Mulit und Yttriumoxid sowie leitfähige Materialien, an denen eine Isolationsbearbeitung vorgenommen wurde.Here, a material having a high heat capacity and a low heat conductivity is preferably used as the insulating material for forming the heat insulating element 70. The thermal conductivity is preferably equal to or less than 15 W / m. K and particularly preferably equal to or less than, for example, 5 W / m. K. Specific examples of the material include ceramics such as quartz glass, steatite, zirconia or zirconium dioxide, cordierite, forsterite, mulit and yttrium oxide, and conductive materials on which insulation processing has been carried out.

Außerdem ist das Wärmeisolierelement 70 so angeordnet, dass es in engen Kontakt zwischen der Halteplatte 50, die am Stababschnitt 32 der Membran 30 anliegt, und der ersten Elektrode 81 im Inneren des Untergehäuses 20 kommt. Auf diese Weise wirkt das Wärmeisolierelement 70 so, dass es die Wärmeübertragung von der Membran 30 zur ersten Elektrode 81 eindämmt.In addition, the heat insulating member 70 is arranged so that it is in close contact between the holding plate 50 attached to the rod portion 32 the membrane 30th and the first electrode 81 inside the lower case 20th comes. This is how it works the heat insulating element 70 so that there is heat transfer from the membrane 30th to the first electrode 81 contain.

Mit anderen Worten, eine Last aufgrund des von der Membran 30 aufgenommenen Drucks wird über die Halteplatte 50, das Wärmeisolierelement 70 und die erste Elektrode 81 auf das piezoelektrische Teil 82 übertragen, während die Wärmeübertragung von der Membran 30 zur ersten Elektrode 81 durch das Wärmeisolierelement 70 eingedämmt wird.In other words, a load due to the diaphragm 30th Recorded pressure is via the holding plate 50, the heat insulating element 70 and the first electrode 81 on the piezoelectric part 82 transferred while the heat transfer from the membrane 30th to the first electrode 81 is contained by the heat insulating member 70.

Dadurch ist es möglich, den Einfluss von Wärme auf das an die erste Elektrode 81 angrenzende piezoelektrische Teil 82 einzudämmen, um Schwankungen im Referenzpunkt (Nullpunkt) der Sensorausgaben zu verhindern und eine vorgeschriebene Sensorgenauigkeit zu erreichen.This makes it possible to reduce the influence of heat on the first electrode 81 adjacent piezoelectric part 82 contain in order to prevent fluctuations in the reference point (zero point) of the sensor outputs and to achieve a prescribed sensor accuracy.

Das Druckmesselement 80 dient zur Erfassung eines Drucks und enthält die erste Elektrode 81, das piezoelektrische Teil 82 und die zweite Elektrode 83, die in der Reihenfolge in Richtung der axialen Linie S von der distalen Endseite innerhalb des Untergehäuses 20 geschichtet sind, wie in 3 bis 5 dargestellt.The pressure measuring element 80 is used to detect a pressure and contains the first electrode 81 , the piezoelectric part 82 and the second electrode 83 in the order in the direction of the axial line S from the distal end side inside the lower case 20th are layered, as in 3 until 5 shown.

Die erste Elektrode 81 ist säulen- oder scheibenförmig mit einem Außendurchmesser gebildet, mit dem die erste Elektrode 81 in die Durchgangsbohrung 61 des Positionierungselements 60 eingesetzt wird, unter Verwendung eines Ausscheidungshärtungs- und auf Ferrit basierenden leitfähigen Metallmaterials, wie beispielsweise rostfreiem Stahl.The first electrode 81 is columnar or disk-shaped with an outer diameter with which the first electrode 81 is inserted into the through hole 61 of the positioning member 60 using a precipitation hardening and ferrite based conductive metal material such as stainless steel.

Darüber hinaus ist die erste Elektrode 81 so angeordnet, dass ihre eine Fläche in engen Kontakt mit dem Wärmeisolierelement 70 und ihre andere Fläche in engen Kontakt mit dem piezoelektrischen Teil 82 innerhalb der Durchgangsbohrung 61 des Positionierelements 60 kommt.In addition is the first electrode 81 arranged so that its one surface is in close contact with the heat insulating member 70 and the other surface is in close contact with the piezoelectric part 82 comes within the through hole 61 of the positioning element 60.

Das piezoelektrische Teil 82 ist in einer quadratischen Säulenform mit einer Abmessung gebildet, mit der das piezoelektrische Teil 82 nicht mit der Durchgangsbohrung 61 des Positionierelements 60 in Kontakt kommt.The piezoelectric part 82 is formed in a square columnar shape with a dimension with that of the piezoelectric part 82 does not come into contact with the through hole 61 of the positioning element 60.

Darüber hinaus ist das piezoelektrische Teil 82 so angeordnet, dass dessen eine Fläche in engen Kontakt mit der ersten Elektrode 81 und seine andere Fläche in engen Kontakt mit der zweiten Elektrode 83 innerhalb der Durchgangsbohrung 61 des Positionierelements 60 kommt.In addition, the piezoelectric part 82 arranged so that its one surface is in close contact with the first electrode 81 and its other surface in close contact with the second electrode 83 comes within the through hole 61 of the positioning element 60.

Auf diese Weise gibt das piezoelektrische Teil 82 ein elektrisches Signal auf der Grundlage der Verzerrung durch eine in Richtung der axialen Linie S aufgenommene Last aus.In this way the piezoelectric part gives 82 outputs an electrical signal based on the distortion by a load received in the direction of the axial line S.

Es sei angemerkt, dass als piezoelektrisches Teil 82 eine Keramik wie Zinkoxid (ZnO), Bariumtitanat (BaTiO₃) oder Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), Kristall oder Ähnliches verwendet wird.It should be noted that as the piezoelectric part 82 a ceramic such as zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO ₃ ) or lead zirconate titanate (PZT), crystal or the like is used.

Die zweite Elektrode 83 ist in einer Säulen- oder Scheibenform mit einem Außendurchmesser gebildet, mit dem die zweite Elektrode 83 in die Durchgangsbohrung 61 des Positionierelements 60 eingepasst wird, unter Verwendung eines Ausscheidungshärtungs- oder auf Ferrit basierenden leitfähigen Metallmaterial wie Edelstahl.The second electrode 83 is formed in a columnar or disk shape having an outer diameter with that of the second electrode 83 is fitted into the through hole 61 of the positioning member 60 using a precipitation hardening or ferrite based conductive metal material such as stainless steel.

Darüber hinaus ist die zweite Elektrode 83 so angeordnet, dass ihre eine Oberfläche in engen Kontakt mit dem piezoelektrischen Teil 82 und ihre andere Oberfläche in engen Kontakt mit dem Isolierelement 92 innerhalb der Durchgangsbohrung 61 des Positionierelements 60 kommt.In addition is the second electrode 83 arranged so that its one surface is in close contact with the piezoelectric part 82 and its other surface comes into close contact with the insulating member 92 within the through hole 61 of the positioning member 60.

Wie in 3 bis 5 dargestellt, ist das Vorspannungsaufbringungselement 90 innerhalb des Untergehäuses 20, das ein Teil des Gehäuses ist, angeordnet und dient dazu, das Druckmessungselement 80 in Richtung der Membran 30 zu drücken und eine Vorspannung darauf aufzubringen, und die lineare Charakteristik bzw. Linearität des Sensors auf das Druckmessungselement 80 aufzubringen, und das Vorspannungsaufbringungselement 90 enthält das Befestigungs- bzw. Sicherungselement 91 und das Isolierelement 92.As in 3 until 5 As shown, the bias applying member 90 is within the sub-housing 20th , which is a part of the housing, arranged and serves to the pressure measuring element 80 towards the membrane 30th to press and apply a preload thereon, and the linear characteristic or linearity of the sensor on the pressure measuring element 80 and the bias applying member 90 includes the securing member 91 and the insulating member 92.

Das Sicherungselement 91 ist in einer im Wesentlichen säulenförmigen massiven Form ohne Hohl- oder Erleichterungsabschnitt im mittleren Bereich um die axiale Linie S in der Mitte gebildet, während es eine Oberfläche einnimmt, die der der Durchgangsbohrung 61 entspricht oder größer als diese ist, unter Verwendung eines Ausscheidungshärtungs- oder eines auf Ferrit basierenden Metallmaterial, wie rostfreier Stahl bzw. Edelstahl.The securing member 91 is formed in a substantially columnar solid shape with no hollow or relief portion in the central area around the axial line S in the center while occupying a surface equal to or larger than that of the through hole 61 using a Precipitation hardening or a ferrite based metal material such as stainless steel or stainless steel.

Außerdem enthält das Sicherungselement 91 zwei vertikale Nuten 91a im äußeren Umfangsbereich, entfernt vom mittleren Bereich.In addition, the securing element 91 includes two vertical grooves 91a in the outer peripheral area away from the central area.

Die beiden vertikalen Nuten 91a sind mit Erleichterungen an punktsymmetrischen Positionen um 180 Grad zueinander um die axiale Linie S herum ausgebildet, so dass die Leitungsdrähte 101 und 102 durch sie hindurchgeführt werden.The two vertical grooves 91a are formed with relief at point-symmetrical positions by 180 degrees to each other around the axial line S, so that the lead wires 101 and 102 be passed through them.

Das Isolierteil 92 ist in einer Säulen- oder Scheibenform mit einem Außendurchmesser gebildet, mit dem das Isolierteil 92 in die Durchgangsbohrung 61 des Positionierteils 60 eingepasst ist, unter Verwendung eines Isoliermaterials mit hoher elektrischer Isoliereigenschaft.The insulating member 92 is formed in a columnar or disk shape having an outer diameter with which the insulating member 92 is fitted into the through hole 61 of the positioning member 60, using an insulating material having high electrical insulating property.

Mit anderen Worten, das Isolierelement 92 ist in einer massiven Form gebildet, mit keinen hohlen oder erleichternden Abschnitten im gesamten Bereich, der eine Oberfläche einnimmt, die der der Durchgangsbohrung 61 entspricht.In other words, the insulating member 92 is formed in a solid shape with no hollow or lightening portions in the entire area occupying a surface corresponding to that of the through-hole 61.

Darüber hinaus wirkt das Isolierelement 92, um die elektrische Isolierung zwischen der zweiten Elektrode 83 und dem Sicherungselement 91 aufrechtzuerhalten und die auf das piezoelektrische Teil 82 übertragene Wärme zur Wärmeabfuhr zum Sicherungselement 91 zu leiten.In addition, the insulating element 92 acts to provide electrical insulation between the second electrode 83 and the fuse element 91 and to maintain the piezoelectric part 82 to conduct transferred heat to the fuse element 91 for heat dissipation.

Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform das Wärmeisolierelement 70, die erste Elektrode 81, die zweite Elektrode 83 und das Isolierelement 92 so gebildet sind, dass sie im Wesentlichen die gleichen Außendurchmesserabmessungen und im Wesentlichen die gleichen Dickenabmessungen aufweisen, das heißt im Wesentlichen die gleichen Formen.It should be noted that, in this embodiment, the heat insulating member 70 is the first electrode 81 , the second electrode 83 and the insulating member 92 are formed to have substantially the same outer diameter dimensions and substantially the same thickness dimensions, that is, substantially the same shapes.

Als ein Isoliermaterial für das Isolierelement 92 wird vorzugsweise ein Material mit geringer Wärmekapazität und hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet. Konkrete Beispiele für das Material sind Keramiken wie Aluminiumoxid, Saphir, Aluminiumnitrid und Siliziumkarbid sowie leitfähige Materialien, an denen eine Isolierbearbeitung durchgeführt wurde.As an insulating material for the insulating member 92, a material having a low heat capacity and a high heat conductivity is preferably used. Concrete examples of the material are ceramics such as aluminum oxide, sapphire, aluminum nitride and silicon carbide, and conductive materials on which insulation processing has been performed.

Auch als das Isolierelement 92 ist ein Isolierelement mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das Wärmeisolierelement 70, beispielsweise einer Wärmeleitfähigkeit gleich oder kleiner als 30 W/m. K, vorzuziehen. Auch als das Isolierelement 92 ist ein Isolierelement mit einer geringeren Wärmekapazität als der des Wärmeisolierelements 70 bevorzugt. Auf diese Weise ist es möglich, die auf das piezoelektrische Teil 82 übertragene Wärmemenge durch das Wärmeisolierelement 70 einzudämmen und die Ableitung der auf das piezoelektrische Teil 82 übertragenen Wärme durch das Isolierelement 92 zu fordern.Also as the insulating element 92 is an insulating element with a higher thermal conductivity than the thermal insulating element 70, for example a thermal conductivity equal to or less than 30 W / m. K, preferable. Also, as the insulating member 92, an insulating member having a lower heat capacity than that of the heat insulating member 70 is preferable. In this way it is possible to act on the piezoelectric part 82 The amount of heat transferred through the heat insulating element 70 and the dissipation of the to the piezoelectric part 82 to require transferred heat through the insulating element 92.

Bei der Montage des Vorspannungsaufbringungselements 90 mit der vorgenannten Konfiguration wird das Isolierelement 92 in die Durchgangsbohrung 61 eingepasst, um an der zweiten Elektrode 83 anzuliegen, in einem Zustand, in dem das Druckmesselement 80 im Positionierelement 60 angeordnet ist, wie in 4 und 5 dargestellt. Dann wird das Druckmesselement 80 in Richtung der Membran 30 in Richtung der axialen Linie S gedrückt, so dass das Sicherungselement 91 an dem Isolierelement 92 anliegt, und das Sicherungselement 91 wird an dem Untergehäuse 20 durch Schweißen oder dergleichen in einem Zustand befestigt, in dem eine Vorspannung aufgebracht wird.When assembling the bias applying member 90 having the aforementioned configuration, the insulating member 92 is fitted into the through hole 61 to attach to the second electrode 83 to be applied, in a state in which the pressure measuring element 80 is arranged in the positioning element 60, as in FIG 4th and 5 shown. Then the pressure measuring element 80 towards the membrane 30th pressed in the direction of the axial line S, so that the fuse element 91 rests against the insulating element 92, and the fuse element 91 is attached to the lower case 20th fixed by welding or the like in a state where a preload is applied.

Auf diese Weise ist es möglich, Linearität des Sensors auf das Druckmesselement 80 anzuwenden, indem die Vorspannung mit dem Vorspannungsanwendungselement 90 aufgebracht wird. Außerdem hat das Isolierelement 92 die Aufgabe, die elektrische Isolierung zwischen der zweiten Elektrode 83 und dem Sicherungselement 91 aufrechtzuerhalten und die auf das piezoelektrische Teil 82 übertragene Wärme zur Wärmeableitung an das Sicherungselement 91 zu leiten. Daher hat das Isolierelement 92 vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmekapazität, wie oben beschrieben.In this way it is possible to measure the linearity of the sensor on the pressure measuring element 80 by applying the bias with the bias applying member 90. In addition, the insulating element 92 has the task of providing electrical insulation between the second electrode 83 and the fuse element 91 and to maintain the piezoelectric part 82 to conduct transferred heat to the fuse element 91 for heat dissipation. Therefore, the insulating member 92 preferably has high thermal conductivity and low thermal capacity, as described above.

Der Leitungsdraht 101 ist elektrisch mit der ersten Elektrode 81 des Druckmesselements 80 verbunden, durchläuft eine der Kerbnuten 64 des Positionierungselements 60, eine der vertikalen Nuten 91a des Sicherungselements 91 und den Durchdringungspfad 14 des Außengehäuses 10 und wird zum Verbinder 110 geführt, in einem Zustand, in dem der Leitungsdraht 101 aus dem Außengehäuse 10 mit Isolierung gezogen ist, wie in 2 und 4 dargestellt.The lead wire 101 is electrical with the first electrode 81 of the pressure measuring element 80 connected, passes through one of the notched grooves 64 of the positioning member 60, one of the vertical grooves 91a of the fuse member 91 and the penetration path 14 of the outer case 10 and is led to the connector 110 in a state where the lead wire 101 from the outer casing 10 is drawn with insulation, as in 2 and 4th shown.

Mit anderen Worten, die erste Elektrode 81 ist über den Leitungsdraht 101 mit einer Klemme 112 des Verbinders 110 verbunden und über einen äußeren Steckverbinder elektrisch mit der Masseseite (negative Seite) eines Stromkreises verbunden.In other words, the first electrode 81 is about the lead wire 101 connected to a terminal 112 of the connector 110 and electrically connected to the ground side (negative side) of a circuit via an external connector.

Der Leitungsdraht 102 ist elektrisch mit der zweiten Elektrode 83 des Druckmesselements 80 verbunden, durchläuft die andere Kerbnut 64 des Positionierungselements 60, die andere vertikale Nut 91a des Sicherungselements 91 und den Durchdringungspfad 14 des Außengehäuses 10 und wird zum Verbinder 110 geführt, in einem Zustand, in dem der Leitungsdraht 102 aus dem Außengehäuse 10 mit Isolierung gezogen ist, wie in 2 und 4 dargestellt.The lead wire 102 is electrical with the second electrode 83 of the pressure measuring element 80 connected, passes through the other notched groove 64 of the positioning member 60, the other vertical groove 91a of the fuse member 91, and the penetration path 14 of the outer case 10 and is led to the connector 110 in a state where the lead wire 102 from the outer casing 10 is drawn with insulation, as in 2 and 4th shown.

Mit anderen Worten, die zweite Elektrode 83 ist über den Leitungsdraht 102 mit einer Klemme 113 des Verbinders 110 verbunden und über den äußeren Stecker elektrisch mit der Ausgabeseite (positive Seite) des Stromkreises verbunden.In other words, the second electrode 83 is about the lead wire 102 connected to a terminal 113 of the connector 110 and electrically connected to the output side (positive side) of the circuit through the external plug.

Wie in 2 dargestellt, enthält der Verbinder 110 einen geklebten bzw. angebundenen (bonded) Abschnitt 111, der mit dem Verbinderkupplungsabschnitt 17 des Außengehäuses 10 angebunden ist, die Klemme 112, die an dem geklebten Abschnitt 111 befestigt und elektrisch mit dem Leitungsdraht 101 verbunden ist, und die Klemme 113, die über das Isolierelement an der Klemme 112 befestigt und elektrisch mit dem Leitungsdraht 102 verbunden ist.As in 2 As shown, the connector 110 includes a bonded portion 111 that connects to the connector coupling portion 17 of the outer housing 10 is tied to the terminal 112, which is attached to the glued portion 111 and electrically connected to the lead wire 101 is connected, and the terminal 113, which is attached to the terminal 112 via the insulating member and electrically connected to the lead wire 102 connected is.

Die Klemmen 112 und 113 sind jeweils zur Verbindung an die Anschlussklemmen der äußeren Steckverbinder geeignet.The terminals 112 and 113 are each suitable for connection to the connection terminals of the external plug connectors.

Als nächstes werden die Vorgänge der Montage des Drucksensors mit der oben genannten Konfiguration beschrieben.Next, the procedures of assembling the pressure sensor with the above-mentioned configuration will be described.

Für die Vorgänge werden das Außengehäuse 10, das Untergehäuse 20, die Membran 30, die Wärmeschutzplatte 40, das ringförmige Element 45, die Halteplatte 50, das Positionierelement 60, das Wärmeisolierelement 70, die erste Elektrode 81, das piezoelektrische Teil 82, die zweite Elektrode 83, das Sicherungselement 91, das Isolierelement 92, der Leitungsdraht 101, der Leitungsdraht 102 und der Verbinder 110 vorbereitet.The outer casing is used for the operations 10 , the lower case 20th , the membrane 30th , the heat protection plate 40 , the annular element 45 , the holding plate 50, the positioning member 60, the heat insulating member 70, the first electrode 81 , the piezoelectric part 82 , the second electrode 83 , the fuse element 91, the insulating element 92, the lead wire 101 , the lead wire 102 and the connector 110 is prepared.

Zunächst wird der flexible, plattenförmige Abschnitt 31 der Membran 30 an der distalen Endfläche 23 des Untergehäuses 20 durch Schweißen oder ähnliches befestigt.First the flexible, plate-shaped section 31 the membrane 30th on the distal end face 23 of the lower housing 20th attached by welding or the like.

Als nächstes werden die Halteplatte 50 und das Positionierelement 60 in das Untergehäuse 20 eingepasst, und dann werden das Wärmeisolierelement 70, die erste Elektrode 81 mit dem daran angeschlossenen Leitungsdraht 101, das piezoelektrische Teil 82, die zweite Elektrode 83 mit dem daran angeschlossenen Leitungsdraht 102 und das Isolierelement 92 der Reihe nach geschichtet und in das Positionierelement 60 eingepasst.Next, the holding plate 50 and the positioning element 60 are in the lower housing 20th are fitted, and then the heat insulating member 70 becomes the first electrode 81 with the lead wire connected to it 101 , the piezoelectric part 82 , the second electrode 83 with the lead wire connected to it 102 and the insulating member 92 is laminated and fitted into the positioning member 60 in sequence.

Es sei angemerkt, dass die Leitungsdrähte 101 und 102 im späteren Verlauf mit der ersten Elektrode 81 bzw. der zweiten Elektrode 83 verbunden werden können.It should be noted that the lead wires 101 and 102 later with the first electrode 81 or the second electrode 83 can be connected.

Danach wird das Sicherungselement 91 am Untergehäuse 20 durch Schweißen oder dergleichen in einem Zustand befestigt, in dem das Sicherungselement 91 in das Untergehäuse 20 eingepasst ist, wobei das Isolierelement 92 gegen das Sicherungselement 91 gedrückt und eine Vorspannung darauf aufgebracht wird.Thereafter, the securing element 91 is attached to the lower housing 20th fixed by welding or the like in a state that the fuse member 91 is in the lower case 20th is fitted, wherein the insulating member 92 is pressed against the fuse element 91 and a bias is applied thereto.

Auf diese Weise wird ein Sensormodul M gebildet, wie in 4 und 5 dargestellt.In this way, a sensor module M is formed, as in FIG 4th and 5 shown.

Es sei angemerkt, dass das Verfahren zur Montage des Sensormoduls M nicht auf die oben beschriebene Prozedur beschränkt ist und die Halteplatte 50, das Wärmeisolierelement 70, die erste Elektrode 81, das piezoelektrische Teil 82, die zweite Elektrode 83 und das Isolierelement 92 im Voraus in das Positionierelement 60 montiert werden können, das Positionierelement 60 mit den oben genannten verschiedenen darin montierten Komponenten in das Untergehäuse 20 eingepasst werden kann und das Sicherungselement 91 durch Schweißen oder dergleichen am Untergehäuse 20 befestigt werden kann, wobei die Vorspannung aufgebracht wird.It should be noted that the method of assembling the sensor module M is not limited to the procedure described above, and the holding plate 50, the heat insulating member 70, the first electrode 81 , the piezoelectric part 82 , the second electrode 83 and the insulating member 92 can be mounted in the positioning member 60 in advance, the positioning member 60 with the above-mentioned various components mounted therein in the lower case 20th can be fitted and the fuse element 91 by welding or the like on the lower case 20th can be attached, wherein the bias is applied.

Dann wird das Sensormodul M in das Außengehäuse 10 montiert. Mit anderen Worten, die Leitungsdrähte 101 und 102 werden durch den Durchdringungspfad 14 des Außengehäuses 10 geführt, das Untergehäuse 20 wird an der inneren Einpassumfangswand 12 des Außengehäuses 10 eingepasst, und die innere Seitenendfläche 24 wird veranlasst an den Stufenunterschiedsabschnitt 13 anzustoßen. Danach wird das Untergehäuse 20 durch Schweißen an dem Außengehäuse 10 befestigt.Then the sensor module M is in the outer housing 10 assembled. In other words, the lead wires 101 and 102 are through the penetration path 14 of the outer housing 10 led, the lower housing 20th is attached to the inner fitting peripheral wall 12 of the outer housing 10 fitted, and the inner side end surface 24 is caused to abut the step difference portion 13. After that, the lower case 20th by welding to the outer case 10 attached.

Als nächstes wird die Wärmeschutzplatte 40 neben dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 angeordnet, um die Membran 30 von der Außenseite innerhalb des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 abzudecken.Next is the heat shield 40 next to the flexible plate-shaped section 31 the membrane 30th arranged to the diaphragm 30th from the outside within the distal tubular end portion 11 to cover.

Dann wird das ringförmige Element 45 an der Innenseite des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 eingepasst, und die äußere Umfangsfläche 45b wird mit der inneren Wandfläche 11a des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 verschweißt und an dem Außengehäuse 10 in einem Zustand befestigt, in dem die Wärmeschutzplatte 40 gegen den flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 in der Richtung der axialen Linie S gedrückt wird.Then the annular element 45 on the inside of the distal tubular end portion 11 fitted, and the outer peripheral surface 45b becomes with the inner wall surface 11a of the distal tubular end portion 11 welded and attached to the outer housing 10 fixed in a state in which the heat shield 40 against the flexible plate-shaped section 31 is pushed in the direction of the axial line S.

Auf diese Weise wird die Wärmeschutzplatte 40 in einem Zustand gehalten, in dem die Wärmeschutzplatte 40 an den flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 angrenzt, über das ringförmige Element 45.In this way, the heat shield 40 held in a state in which the heat shield 40 to the flexible plate-shaped section 31 adjacent, over the annular element 45 .

Als nächstes wird der geklebte Abschnitt 111 an dem Verbinderkupplungsabschnitt 17 des Außengehäuses 10 befestigt.Next, the bonded portion 111 is attached to the connector coupling portion 17 of the outer housing 10 attached.

Dann wird der Leitungsdraht 101 mit der Klemme 112 verbunden und die Klemme 112 wird an dem geklebten Teil 111 befestigt.Then the lead wire 101 is connected to the clamp 112 and the clamp 112 is attached to the glued part 111.

Als nächstes wird der Leitungsdraht 102 mit der Klemme 113 verbunden, und dann wird die Klemme 113 über das Isolierelement an der Klemme 112 befestigt. Auf diese Weise wird der Verbinder 110 am Außengehäuse 10 befestigt.Next is the lead wire 102 is connected to the terminal 113, and then the terminal 113 is attached to the terminal 112 via the insulating member. In this way, the connector 110 is attached to the outer housing 10 attached.

Wie oben beschrieben, ist die Montage des Drucksensors abgeschlossen.As described above, the assembly of the pressure sensor is complete.

Es sei angemerkt, dass die oben beschriebene Montageprozedur nur ein Beispiel ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist und eine andere Montageprozedur kann verwendet werden.It should be noted that the assembling procedure described above is only an example, the present invention is not limited thereto, and another assembling procedure can be used.

Gemäß dem Drucksensor der oben erwähnten ersten Ausführungsform, da die Wärmeschutzplatte 40, die als separates Element von der Membran 30 ausgebildet ist und die Vielzahl von Öffnungen 40a enthält, so angeordnet ist, dass sie den flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 abdeckt, ist es möglich, die Wärmeübertragung auf die Membran 30 einzudämmen. Insbesondere wiederholt die Wärmeschutzplatte 40 Ausdehnung und Kontraktion allein aufgrund von Wärme, die von dem Druckmedium mit einer hohen Temperatur empfangen wird, und leitet die Wärme ab, eine Wärmesperre wird auch zwischen der Wärmeschutzplatte 40 und der Membran 30 gebildet, da sie getrennte Elemente sind, und es ist somit möglich, die Wärmeübertragung auf die Membran 30 effektiv zu dämpfen.According to the pressure sensor of the above-mentioned first embodiment, since the heat shield plate 40 that as a separate element from the diaphragm 30th is formed and the plurality of openings 40a contains, is arranged so that it contains the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th covering, it is possible to transfer heat to the membrane 30th contain. In particular, the heat shield repeats 40 Expansion and contraction solely due to heat received from the printing medium at a high temperature, and dissipates the heat, a thermal barrier is also created between the thermal shield 40 and the membrane 30th formed as they are separate elements and it is thus possible to transfer heat to the membrane 30th to dampen effectively.

Auf diese Weise wird eine Verformung der Membrane 30 durch thermische Ausdehnung eingedämmt oder verhindert, ein Sensorfehler des Druckmesselements 80 reduziert und eine hochpräzise Erfassung des Drucks des Hochtemperatur-Druckmediums ermöglicht.This causes a deformation of the membrane 30th Contained or prevented by thermal expansion, a sensor error in the pressure measuring element 80 and enables high-precision detection of the pressure of the high-temperature printing medium.

Da die Oberfläche der mehreren Öffnungen 40a in der Wärmeschutzplatte 40 im Bereich von 20 % bis 50 % der Oberfläche des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 (wirksamer Druckaufnahmeabschnitt) der Membran 30 liegt, ist es insbesondere möglich, einen ungünstigen Einfluss, dass die Wärmeschutzplatte 40 den auf die Membran 30 wirkenden Druck unterbricht, einzudämmen, einen zufriedenstellenden Einfluss, dass die Wärmeschutzplatte 40 thermische Einflüsse auf die Membran 30 eindämmt oder verhindert, und eine zufriedenstellende Hitzeschutzwirkung zu erhalten.As the surface of the multiple openings 40a in the heat protection plate 40 in the range from 20% to 50% of the surface of the flexible plate-shaped portion 31 (effective pressure receiving section) of the membrane 30th lies, it is particularly possible to have an unfavorable influence that the heat protection plate 40 the one on the membrane 30th acting pressure interrupts, curb, a satisfactory influence that the thermal barrier 40 thermal influences on the membrane 30th contain or prevent, and obtain a satisfactory heat protection effect.

Außerdem wird die auf die Membran 30 übertragene Wärme durch das Wärmeisolierelement 70 isoliert, und die Wärmeübertragung von der Membran 30 auf die erste Elektrode 81 und das piezoelektrische Teil 82 wird eingedämmt. Daher werden die Einflüsse der Wärme auf das piezoelektrische Teil 82 eingedämmt, Schwankungen im Referenzpunkt (Nullpunkt) der Sensorausgaben können verhindert werden und die vorgeschriebene Sensorpräzision kann erreicht werden.It will also affect the membrane 30th heat transferred by the thermal insulating member 70 is insulated, and the heat transfer from the membrane 30th on the first electrode 81 and the piezoelectric part 82 is contained. Therefore, the influences of heat on the piezoelectric part become 82 contained, fluctuations in the reference point (zero point) of the sensor outputs can be prevented and the prescribed sensor precision can be achieved.

Dabei ist das Wärmeisolierelement 70 aus einem isolierenden Material gebildet, die erste Elektrode 81 ist über den Leitungsdraht 101 direkt mit dem Stromkreis verbunden und die zweite Elektrode 83 ist über den Leitungsdraht 102 direkt mit dem Stromkreis verbunden. So kann verhindert werden, dass ein Leckstrom erzeugt wird und vorgeschriebene Sensoreigenschaften können erhalten bleiben.The heat insulating element 70 is formed from an insulating material, the first electrode 81 is about the lead wire 101 connected directly to the circuit and the second electrode 83 is about the lead wire 102 connected directly to the circuit. Thus, a leakage current can be prevented from being generated and prescribed sensor properties can be maintained.

Ferner enthält das Gehäuse das Außengehäuse 10 und das Untergehäuse 20, das an der Innenseite des Außengehäuses 10 eingepasst und befestigt ist, und die Membran 30, die Halteplatte 50, das Positionierelement 60, das Wärmeisolierelement 70, das Druckmesselement 80 und das Vorspannungsaufbringungselement 90 sind im Untergehäuse 20 angeordnet.The housing also contains the outer housing 10 and the lower case 20th that is on the inside of the outer case 10 fitted and fixed, and the membrane 30th , the holding plate 50, the positioning element 60, the heat insulating element 70, the pressure measuring element 80 and the bias applying member 90 are in the lower case 20th arranged.

Auf diese Weise ist es möglich, das Sensormodul M zu bilden, indem die Membran 30, die Halteplatte 50, das Positionierelement 60, das Wärmeisolierelement 70, das Druckmesselement 80 und das Vorspannungsaufbringungselement 90 mit dem Untergehäuse 20 im Voraus zusammengebaut werden.In this way it is possible to form the sensor module M by removing the membrane 30th , the holding plate 50, the positioning element 60, the heat insulating element 70, the pressure measuring element 80 and the bias applying member 90 with the sub case 20th be assembled in advance.

Daher ist es in einem Fall, in dem sich die Befestigungsformen und dergleichen je nach Anwendungszielen unterscheiden, möglich, das Sensormodul M gemeinsam zu nutzen, indem nur das Außengehäuse 10 für jedes der Anwendungsziele eingestellt wird.Therefore, in a case where the attachment forms and the like differ depending on the application objectives, it is possible to share the sensor module M by using only the outer case 10 is set for each of the application targets.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß dem Drucksensor der ersten Ausführungsform möglich, die Membran 30 vor dem Druckmedium mit hoher Temperatur zu schützen, um den thermischen Verzug einzudämmen, die Verschlechterung der Sensorpräzision durch Wärmeeinflüsse einzudämmen oder zu verhindern und den Druck des Hochtemperatur-Druckmediums mit hoher Präzision zu erfassen.As described above, according to the pressure sensor of the first embodiment, it is possible to use the diaphragm 30th protect against the high-temperature printing medium in order to contain the thermal distortion, contain or prevent the deterioration of the sensor precision due to the influence of heat, and detect the pressure of the high-temperature printing medium with high precision.

8 zeigt einen Drucksensor gemäß einer zweiten Ausführungsform und ist so angepasst, dass das ringförmige Element 45 zum Halten der Wärmeschutzplatte 40 in der ersten Ausführungsform eliminiert ist und eine Wärmeschutzplatte 40 mit einem distalen rohrförmigen Endabschnitt 11 eines Außengehäuses 10 gehalten wird. Die gleichen Bezugszeichen werden auf die gleichen Konfigurationen wie in der ersten Ausführungsform angewendet, und eine Beschreibung dieser wird weggelassen. 8th shows a pressure sensor according to a second embodiment and is adapted so that the annular element 45 to hold the heat protection plate 40 in the first embodiment is eliminated and a heat shield 40 having a distal tubular end portion 11 an outer housing 10 is held. The same reference numerals are applied to the same configurations as in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

In der zweiten Ausführungsform wird ein Sensormodul M in das Außengehäuse 10 montiert, und eine Wärmeschutzplatte 40 wird dann in den distalen rohrförmigen Endabschnitt 11 eingesetzt und neben einem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 einer Membran 30 angeordnet.In the second embodiment, a sensor module M is in the outer housing 10 mounted, and a heat protection plate 40 is then in the distal tubular end portion 11 used and next to a flexible plate-shaped section 31 a membrane 30th arranged.

Außerdem ist ein distaler ringförmiger Endbereich 11b in Richtung einer axialen Linie S gebogen, um die Außenkante der Wärmeschutzplatte 40 am distalen rohrförmigen Endabschnitt 11 des Außengehäuses 10 zu halten.In addition, a distal annular end portion 11b is bent in the direction of an axial line S around the outer edge of the heat shield 40 at the distal tubular end portion 11 of the outer housing 10 to keep.

Es ist möglich, die Wärmeschutzplatte 40 in der Nähe der Membran 30 zu halten, ohne ein separates Element wie das ringförmige Element 45 zu verwenden, indem der distale rohrförmige Endabschnitt 11 auf diese Weise gebogen wird.It is possible to use the heat protection plate 40 near the membrane 30th to hold without a separate element like the annular element 45 to use by the distal tubular end portion 11 is bent in this way.

Gemäß dem Drucksensor der zweiten Ausführungsform ist es möglich, die Membran 30 vor dem Druckmedium mit hoher Temperatur zu schützen, um den thermischen Verzug einzudämmen, die Verschlechterung der Sensorpräzision aufgrund von Wärmeeinflüssen einzudämmen oder zu verhindern und den Druck des Hochtemperatur-Druckmediums mit hoher Präzision zu erfassen, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.According to the pressure sensor of the second embodiment, it is possible to use the diaphragm 30th protect from the high-temperature printing medium in order to contain the thermal warpage, contain or prevent the deterioration of the sensor precision due to the influence of heat, and the pressure of the high-temperature printing medium can be detected with high precision, similar to the first embodiment.

9 und 10 zeigen einen Drucksensor gemäß einer dritten Ausführungsform, die die gleiche wie die erste Ausführungsform ist, mit der Ausnahme, dass die Wärmeschutzplatte 40 gemäß der ersten Ausführungsform geändert und das ringförmige Element 45 entfernt wurde. Die gleichen Bezugszeichen werden auf die gleichen Konfigurationen wie in der ersten Ausführungsform angewendet, und eine Beschreibung dieser wird weggelassen. 9 and 10 show a pressure sensor according to a third embodiment, which is the same as the first embodiment except that the heat shield 40 changed according to the first embodiment and the annular member 45 was removed. The same reference numerals are applied to the same configurations as in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

Der Drucksensor gemäß der dritten Ausführungsform enthält ein Außengehäuse 10 und ein Untergehäuse 20, die Gehäuse sind, eine Membran 30, eine Wärmeschutzplatte 140, eine Halteplatte 50, ein Positionierelement 60, ein Wärmeisolierelement 70, ein Druckmesselement 80, ein Vorspannungsaufbringungselement 90, einen Leitungsdraht 101, der ein erstes leitendes Teil ist, einen Leitungsdraht 102, der ein zweites leitendes Teil ist, und einen Verbinder 110.The pressure sensor according to the third embodiment includes an outer case 10 and a lower case 20th that are housings, a membrane 30th , a heat protection plate 140 , a holding plate 50, a positioning element 60, a heat insulating element 70, a pressure measuring element 80 , a bias applying member 90, a lead wire 101 , which is a first conductive part, a lead wire 102 which is a second conductive part, and a connector 110.

Die Wärmeschutzplatte 140 ist in einer Scheibenform gebildet, die eine Vielzahl von Öffnungen 140a und eine äußere Umfangsfläche 140b definiert, wobei das gleiche Material wie das der Membran 30 verwendet wird, beispielsweise ein Einzelmetallplattenmaterial mit Ausscheidungshärtungseigenschaften, wie Edelstahl.The heat protection plate 140 is formed in a disk shape having a plurality of openings 140a and defines an outer peripheral surface 140b, the same material as that of the diaphragm 30th is used, for example, a single metal plate material with precipitation hardening properties such as stainless steel.

Außerdem ist die Wärmeschutzplatte 140 so gebildet, dass sie eine Dickenabmessung hat, die der Dickenabmessung des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 der Membran 30 entspricht, und die Wärmeschutzplatte 140 ist so gebildet, dass sie eine Außendurchmesserabmessung hat, die eine Größe ist, mit der die Wärmeschutzplatte 140 an der Innenseite des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 mit engem Kontakt dazwischen eingepasst ist, das heißt einer Außendurchmesserabmessung, die der Innendurchmesserabmessung einer Innenwandfläche 11a entspricht.Also is the heat shield 140 formed to have a thickness dimension that is the same as the thickness dimension of the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th and the heat protection plate 140 is formed to have an outer diameter dimension that is a size with which the heat shield plate 140 on the inside of the distal tubular end portion 11 is fitted with close contact therebetween, that is, an outer diameter dimension corresponding to the inner diameter dimension of an inner wall surface 11a.

Als ein Material für die Wärmeschutzplatte 140 wird vorzugsweise ein Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, hervorragender Haltbarkeit und hoher Steifigkeit verwendet, und Beispiele dafür, die verwendet werden können, umfassen neben dem oben erwähnten Edelstahl auch eine Nickellegierung, eine Legierung auf Eisenbasis, eine Titanlegierung und dergleichen. Die Wärmeleitfähigkeit ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 W/m· K und ist bevorzugter gleich oder kleiner als 5 W/m· K, zum Beispiel.As a material for the heat shield 140 For example, a material having low thermal conductivity, excellent durability and high rigidity is preferably used, and examples thereof that can be used include a nickel alloy, an iron-based alloy, a titanium alloy and the like besides the above-mentioned stainless steel. The thermal conductivity is preferably equal to or less than 15 W / m · K, and is more preferably equal to or less than 5 W / m · K, for example.

In einem Fall, in dem ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit, die geringer ist als die der Membran 30, als ein Material für die Wärmeschutzplatte 140 verwendet wird, ist es möglich, die Menge der Wärmeübertragung, die vom Druckmedium mit einer hohen Temperatur über die Wärmeschutzplatte 140 auf die Membran 30 übertragen wird, effektiv einzudämmen.In a case where a material with a thermal conductivity lower than that of the membrane 30th , as a material for the heat shield 140 is used, it is possible to reduce the amount of heat transfer by the printing medium with a high temperature through the heat shield 140 on the membrane 30th effectively contain.

Darüber hinaus überlappt die Wärmeschutzplatte 140 mit einem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30, um von der Außenseite daran anzugrenzen, wie in 9 dargestellt, wird gegen die Membran 30 in der Richtung der Axiallinie S gedrückt und wird von dem Außengehäuse 10 gehalten und daran befestigt, indem die äußere Umfangsfläche 140b mit der Innenwandfläche 11a des Außengehäuses 10 verschweißt wird.In addition, the heat protection plate overlaps 140 with a flexible plate-shaped section 31 the membrane 30th to adjoin it from the outside, as in 9 shown is against the membrane 30th in the direction of the axial line S and is pushed by the outer case 10 held and attached thereto by the outer peripheral surface 140b with the inner wall surface 11a of the outer housing 10 is welded.

Mit anderen Worten, die Wärmeschutzplatte 140 ist so angeordnet, dass sie die Membran 30, die dem Druckmedium mit hoher Temperatur (Verbrennungsgas mit hoher Temperatur) ausgesetzt ist, von außen abdeckt.In other words, the heat shield 140 is arranged so that it touches the membrane 30th exposed to the high temperature pressure medium (high temperature combustion gas) from the outside.

Da die Wärmeschutzplatte 140 mit der vorgenannten Konfiguration als ein von der Membran 30 getrenntes Element ausgebildet ist, wiederholt die Wärmeschutzplatte 140 die Ausdehnung und Kontraktion alleine, aufgrund der vom Druckmedium mit einer hohen Temperatur aufgenommenen Wärme und leitet die Wärme ab, und eine Wärmesperre wird auch zwischen der Wärmeschutzplatte 140 und der Membran 30 gebildet, da sie getrennte Elemente sind, und sie wirkt, um die Wärmeübertragung auf die Membran 30 einzudämmen.As the heat shield 140 with the aforementioned configuration as one of the membrane 30th a separate element is formed, the heat shield repeats 140 the expansion and contraction alone, due to the heat absorbed by the printing medium at a high temperature, and dissipates the heat, and a thermal barrier is also created between the heat shield 140 and the membrane 30th formed as they are separate elements and they acts to transfer heat to the membrane 30th contain.

Hier wird die Oberfläche der mehreren Öffnungen 140a in der Wärmeschutzplatte 140 in einem Bereich von 20 % bis 50 % der Oberfläche des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31 (effektiver Druckaufnahmeabschnitt) der Membran 30 eingestellt.Here is the surface of the multiple openings 140a in the heat protection plate 140 in a range from 20% to 50% of the surface of the flexible plate-shaped portion 31 (effective pressure receiving section) of the membrane 30th set.

Durch Einstellen der Oberfläche innerhalb des oben genannten Bereichs ist es möglich, einen ungünstigen Einfluss, dass die Wärmeschutzplatte 140 den auf die Membran 30 wirkenden Druck unterbricht, einzudämmen, einen zufriedenstellenden Einfluss, dass die Wärmeschutzplatte 140 thermische Einflüsse auf die Membran 30 eindämmt oder verhindert, und damit eine zufriedenstellende Hitzeschutzwirkung zu erzielen, in der gleichen Weise wie oben beschrieben.By setting the surface area within the above range, it is possible to have an unfavorable influence that the heat shield 140 the one on the membrane 30th acting pressure interrupts, curb, a satisfactory influence that the thermal barrier 140 thermal influences on the membrane 30th curbs or prevents, and thus to achieve a satisfactory heat protection effect, in the same way as described above.

Gemäß dem Drucksensor der dritten Ausführungsform ist es möglich, die Membran 30 vor dem Druckmedium mit hoher Temperatur zu schützen, um den thermischen Verzug einzudämmen, die Verschlechterung der Sensorpräzision aufgrund von Wärmeeinflüssen einzudämmen oder zu verhindern und den Druck des Hochtemperatur-Druckmediums mit hoher Präzision zu erfassen, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform.According to the pressure sensor of the third embodiment, it is possible to use the diaphragm 30th protect from the high-temperature printing medium to restrain thermal distortion, restrain or prevent deterioration in sensor precision due to heat, and detect the pressure of the high-temperature printing medium with high precision, similar to the first embodiment and the second embodiment.

Obwohl die Membran 30, in der der flexible plattenförmige Abschnitt 31 und der Stababschnitt 32 einstückig vorgesehen sind, in der vorgenannten Ausführungsform als eine Membran beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und eine Konfiguration, in der der flexible plattenförmige Abschnitt 31 und der Stababschnitt 32 separat ausgebildet sind, der flexible plattenförmige Abschnitt 31 als eine Membran fungiert und der Stababschnitt 32 als Kraftübertragungselement fungiert, kann verwendet werden.Although the membrane 30th , in which the flexible plate-shaped section 31 and the rod section 32 are integrally provided, in the aforementioned embodiment described as a diaphragm, the present invention is not limited thereto, and a configuration in which the flexible plate-shaped portion 31 and the rod section 32 are formed separately, the flexible plate-shaped portion 31 acts as a membrane and the rod section 32 acts as a power transmission element can be used.

Obwohl die Konfiguration, in der das Außengehäuse 10 und das Untergehäuse 20 als Gehäuse enthalten sind, in den vorgenannten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann ein einzelnes Gehäuse verwendet werden.Although the configuration in which the outer case 10 and the lower case 20th as a case is described in the aforementioned embodiments, the present invention is not limited thereto, and a single case can be used.

Obwohl in den vorgenannten Ausführungsformen der Fall beschrieben wurde, in dem die Wärmeschutzplatten 40 und 140 benachbart zu dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 angeordnet sind, so dass die Wärmeschutzplatten 40 und 140 den flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 drücken, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Wärmeschutzplatten 40 und 140 können mit einem vorbestimmten Abstand von dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 in der Richtung der axialen Linie S außerhalb der Membran 30 gehalten werden. Although in the aforementioned embodiments, the case has been described in which the heat shield plates 40 and 140 adjacent to the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th are arranged so that the thermal insulation panels 40 and 140 the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th press, the present invention is not limited to this, and the heat shield plates 40 and 140 can be spaced a predetermined distance from the flexible plate-shaped portion 31 the membrane 30th in the direction of the axial line S outside the membrane 30th being held.

Obwohl in den vorgenannten Ausführungsformen der Fall beschrieben wurde, in dem die Wärmeschutzplatte 40 über das ringförmige Element 45 gehalten wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Wärmeschutzplatte 40 kann direkt an der inneren Wandfläche 11a des distalen rohrförmigen Endabschnitts 11 befestigt sein, solange die mechanische Festigkeit gesichert ist.Although in the aforementioned embodiments, the case has been described in which the heat shield plate 40 about the annular element 45 is held, the present invention is not limited to this, and the heat shield 40 can directly on the inner wall surface 11a of the distal tubular end portion 11 be attached as long as the mechanical strength is ensured.

Obwohl die Öffnungen 40a und 140a mit rechteckigen Formen als Öffnungen in den Wärmeschutzplatten 40 und 140 der vorgenannten Ausführungsformen beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und es können Öffnungen mit kreisförmigen Formen oder anderen Formen verwendet werden.Although the openings 40a and 140a with rectangular shapes as openings in the heat protection plates 40 and 140 In the above embodiments, the present invention is not limited thereto, and openings having circular shapes or other shapes may be used.

Wie oben beschrieben, da der Drucksensor gemäß der vorliegenden Erfindung die Membran vor einem Druckmedium mit hoher Temperatur schützen kann, um den thermischen Verzug einzudämmen, die Verschlechterung der Sensorpräzision aufgrund von Wärmeeinflüssen eindämmen oder verhindern kann und den Druck des Hochtemperatur-Druckmediums mit hoher Präzision erfassen kann, ist es selbstverständlich, dass der Drucksensor als Drucksensor zum Erfassen des Drucks eines Hochtemperatur-Druckmediums, wie beispielsweise Verbrennungsgas in einer Brennkammer eines Motors, eingesetzt werden kann, und der Drucksensor auch als Drucksensor zum Erfassen des Drucks eines Druckmediums mit einer hohen Temperatur, das sich von dem Verbrennungsgas unterscheidet, oder anderer Druckmedien geeignet ist.As described above, since the pressure sensor according to the present invention can protect the diaphragm from a high-temperature printing medium to restrain thermal distortion, restrain or prevent deterioration in sensor precision due to heat, and detect the pressure of the high-temperature printing medium with high precision It goes without saying that the pressure sensor can be used as a pressure sensor for detecting the pressure of a high-temperature pressure medium, such as combustion gas in a combustion chamber of an engine, and the pressure sensor can also be used as a pressure sensor for detecting the pressure of a pressure medium with a high temperature, that differs from the combustion gas, or other pressure media is suitable.

Fachleuten wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder Geist der Offenbarung abzuweichen. In Anbetracht des Vorstehenden ist beabsichtigt, dass die Offenbarung Modifikationen und Variationen abdeckt, vorausgesetzt, dass sie in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente fallen.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the disclosed embodiments without departing from the scope or spirit of the disclosure. In view of the foregoing, it is intended that the disclosure cover modifications and variations provided they come within the scope of the following claims and their equivalents.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: AußengehäuseOuter casing
1111: distaler rohrförmiger Endabschnittdistal tubular end portion
2020th: UntergehäuseLower case
3030th: Membranmembrane
3131: Flexibler plattenförmiger AbschnittFlexible plate-shaped section
3232: StababschnittRod section
40, 14040, 140: WärmeschutzplatteHeat protection plate
40a, 140a40a, 140a: Vielzahl von ÖffnungenVariety of openings
41, 4241, 42: Lineares ElementLinear element
4545: Ringförmiges ElementAnnular element
8080: DruckmesselementPressure measuring element
8181: Erste ElektrodeFirst electrode
8282: Piezoelektrisches TeilPiezoelectric part
8383: Zweite ElektrodeSecond electrode
101101: Leitungsdraht (erstes leitendes Teil)Lead wire (first conductive part)
102102: Leitungsdraht (zweites leitendes Teil)Lead wire (second conductive part)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP 6143926 [0005]

Claims

Pressure sensor, comprising: a housing (10, 20) which is tubular; a pressure measuring element (80) which is accommodated in the housing (10, 20) and contains a piezoelectric part (82); a membrane (30) which includes a flexible, plate-shaped portion (31) which is attached to a distal end of the housing (10, 20), and a rod portion (32) which is adapted to apply a load to the pressure measuring element (80 ) transferred to; and a heat shield plate (40) which is arranged to cover the membrane (30) and which includes a plurality of openings (40a) which expose the flexible plate-shaped portion (31).

Pressure sensor according to Claim 1 or 2 wherein the heat shield plate (40) is formed by arranging and assembling a plurality of linear members (41, 42) in a lattice shape.

Pressure sensor according to Claim 1 or 2 wherein the heat protection plate (40) is arranged adjacent to the flexible plate-shaped portion (31).

Pressure sensor according to any of the Claims 1 until 3 further comprising: an annular member (45) holding the heat shield plate (40), the annular member (45) being fixed to the housing (10).

Pressure sensor according to any of the Claims 1 until 3 wherein a distal tubular end portion (11) of the housing (10) is bent to hold an outer edge of the heat shield (40).

Pressure sensor according to any of the Claims 1 until 5 wherein an opening surface of the plurality of openings (40a) falls within a range of 20% to 50% of a surface of the flexible plate-shaped portion (31) of the membrane (30).

Pressure sensor according to any of the Claims 1 until 6th wherein the heat protection plate (40) is formed from a material which has the same thermal conductivity as the membrane (30) or a lower thermal conductivity than this.

Pressure sensor according to Claim 4 wherein the annular member (45) is formed from the same material as the heat shield (40).

Pressure sensor according to any of the Claims 1 until 8th wherein the pressure measuring element (80) includes a first electrode (81) and a second electrode (83) which are layered so as to pinch the piezoelectric part (82), a first conductive part extracted from the housing (10) with insulation (101) is connected to the first electrode (81), and a second conductive part (102) pulled out of the housing (10) with insulation is connected to the second electrode (83).