JP2007187609A - Structure of mounting pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力センサをエンジンに取り付け、エンジンの燃焼室の圧力を検出するようにした圧力センサの取付構造に関する。 The present invention relates to a pressure sensor mounting structure in which a pressure sensor is mounted on an engine and the pressure in a combustion chamber of the engine is detected.
従来より、この種の一般的な圧力センサの取付構造としては、たとえば、特許文献1に記載のものが提案されている。
Conventionally, as a general pressure sensor mounting structure of this type, for example, a structure described in
このものにおいては、圧力センサは、筒状の胴体部の一端部に、圧力を受ける受圧部としてのダイアフラムを有するものであり、この胴体部を、その一端部側から、エンジンに設けられ燃焼室に通じる取付穴に対して挿入して取り付けるようにしている。 In this device, the pressure sensor has a diaphragm as a pressure receiving portion that receives pressure at one end portion of the cylindrical body portion, and the body portion is provided in the engine from the one end portion side. It is inserted and installed in the mounting hole leading to.
ここにおいて、圧力センサの胴体部の外面のうち胴体部の一端部よりも他端部側の部位には、シール面が設けられており、このシール面を取付穴の内面に密着させてシールすることにより、筒内圧すなわち燃焼室内の圧力を受圧部にて受けるようにしている。
しかしながら、上記した従来の取付構造においては、圧力センサの胴体部は、シール面では取付穴に対してシールされているものの、このシール面によるシール部分よりも燃焼室側においては、取付穴と胴体部との間に隙間が存在する。 However, in the conventional mounting structure described above, the body portion of the pressure sensor is sealed against the mounting hole at the sealing surface, but the mounting hole and the body are located closer to the combustion chamber than the sealing portion by the sealing surface. There is a gap between them.
つまり、胴体部におけるシール面よりも一端部側の部位とエンジンとの間に隙間が存在するため、この隙間に対して、燃焼室内から、燃焼後のすすなどからなるデポジットが侵入する。 That is, since there is a gap between the engine and the part on the one end side of the seal surface in the body part, a deposit made of soot after combustion enters the gap from the combustion chamber.
すると、このデポジットにより、圧力センサの胴体部の一端部側の部位とエンジンとが固着してしまうため、調整や交換などの際に、圧力センサをエンジンから取り外すときには、圧力センサがエンジンから取り外せなくなったり、圧力センサが破損したりするなどの問題が生じる。 Then, this deposit causes the part of the pressure sensor body part on one end side of the pressure sensor to adhere to the engine. Therefore, when the pressure sensor is removed from the engine during adjustment or replacement, the pressure sensor cannot be removed from the engine. Or the pressure sensor is damaged.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、筒状の胴体部を有する圧力センサをエンジンに取り付け、エンジンの燃焼室の圧力を検出するようにした圧力センサの取付構造において、燃焼室からのデポジットが、胴体部におけるシール面よりも燃焼室側の部位とエンジンとの隙間に侵入するのを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a pressure sensor mounting structure in which a pressure sensor having a cylindrical body is mounted on an engine to detect the pressure of the combustion chamber of the engine, the combustion chamber The purpose of this is to prevent the deposits from entering the gap between the engine chamber and the part closer to the combustion chamber than the seal surface in the body.
上記目的を達成するため、本発明は、胴体部(1)の外面のうちシール面(33)よりも胴体部(1)の一端部側の部位、すなわち燃焼室(202)側の部位に、当該部位とこれに対向する取付穴(201)の内面との間をシールするシール部材(300、310、320)を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an outer surface of the body part (1) on one end side of the body part (1) with respect to the sealing surface (33), that is, a part on the combustion chamber (202) side. Sealing members (300, 310, 320) are provided for sealing between the portion and the inner surface of the mounting hole (201) facing the portion.
それによれば、胴体部(1)のシール面(33)よりも胴体部(1)の燃焼室(202)側の部位に、胴体部(1)と取付穴(201)との隙間をシールするシール部材(300)を設けているため、燃焼室(202)からのデポジットが、胴体部(1)におけるシール面(33)よりも燃焼室(202)側の部位とエンジン(200)との隙間(204)に、侵入するのを防止できる。 According to this, the gap between the body part (1) and the mounting hole (201) is sealed at a position closer to the combustion chamber (202) of the body part (1) than the sealing surface (33) of the body part (1). Since the seal member (300) is provided, the deposit from the combustion chamber (202) is a gap between the portion of the fuselage portion (1) closer to the combustion chamber (202) than the seal surface (33) and the engine (200). (204) can be prevented from entering.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each means described in a claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力センサ100のエンジン200への取付構造を示す概略断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure for mounting the
この圧力センサ100は、大きくは、筒状の胴体部1と、この胴体部1に接続されたコネクタ部2とを有するものである。また、エンジン200には、燃焼室202に通じる取付穴201が設けられており、圧力センサ100の胴体部1は、その一端部(図1中の下端部)から取付穴201に挿入されて、エンジン200の燃焼室202に臨んだ状態となっている。
The
本例では、胴体部1は、その一端部側から受圧部としての受圧用ダイアフラム10、筒状をなすメタルケース20、筒状をなす金属ステム30、筒状をなすハウジング40が、順次、溶接やロウ付け、接着などにより接続され一体化されたものである。そして、この胴体部1の他端部すなわちハウジング40に対して、コネクタ部2が接続されている。
In this example, the
まず、ハウジング40は、たとえばステンレスなどの金属製のものであり、このハウジング40の外面には、エンジン200の取付穴201に対して圧力センサ100を固定するための取付部41が形成されている。
First, the
本例では、取付部41は、取付穴201とネジ結合可能なネジ部41として構成されている。つまり、本例の圧力センサ100は、このネジ部41とネジ穴としての取付穴201とのネジ結合により、エンジン200に固定されて取り付けられる。
In this example, the
金属ステム30は、中空筒形状に加工されたステンレスなどの金属製の部材であり、メタルケース20側の端部が開口部31、ハウジング40側の端部が閉塞された薄肉状の歪み部32となっている。
The
この金属ステム30の歪み部32は、受圧用ダイアフラム10が受けた圧力Pが、後述する圧力伝達機構により印加されることで、歪むようになっている。そして、この歪み部32には、当該歪み部32の圧力Pによる歪みに基づいて信号を発生する検出素子50が設けられている。
The
また、この金属ステム30の外周面には、周面と直交する方向へ張り出したシール面33が全周に形成されている。このシール面33は、胴体部1のシール面33として構成されるものであり、図1に示されるように、燃焼室202側からコネクタ部2側へ向かって拡径したテーパ面となっている。
In addition, a
また、このシール面33に対向する取付穴201の内面は、シール面33に対応したテーパ状の座面となっている。そして、圧力センサ100をエンジン200へネジ結合したとき、その軸力により、この胴体部1のシール面33とエンジン200の取付穴201の内面とが密着してシールがなされる。
Further, the inner surface of the
メタルケース20は、ステンレスなどの金属製のものであり、金属ステム30の開口部31にはめ込まれて、接合固定されている。そして、上記受圧用ダイアフラム10は、このメタルケース20における胴体部1の一端部側すなわち胴体部1の燃焼室202側の端部に、接合されている。
The
この受圧用ダイアフラム10は、たとえばステンレスなどの金属製円形板状のものである。そして、この圧力センサ100のエンジン200への取付状態においては、燃焼室202内の圧力Pは、図1中の白抜き矢印に示されるように、胴体部1の一端部に位置する受圧用ダイアフラム10に印加され、この圧力Pの印加により、受圧用ダイアフラム10は、歪み変形するようになっている。
The
また、金属ステム30の中空部およびメタルケース20の中空部により形成される空間内部には、圧力伝達部材60が設けられている。この圧力伝達部材60は、たとえばステンレスなどの金属やセラミックなどからなるものであり、本例では棒状をなす。
A
圧力伝達部材60の各端部は、それぞれ金属ステム30の歪み部32、受圧用ダイアフラム10に対して荷重を与えた状態で接触しており、圧力Pは、受圧用ダイアフラム10から圧力伝達部材60を介して金属ステム30の歪み部32に印加されるようになっている。
Each end of the
本例では、このような圧力検出機構により、受圧用ダイアフラム10が受けた圧力Pが、金属ステム30の歪み部32に伝達され、この歪み部32の歪みに基づいて上記検出素子50から信号が出力されるようになっている。
In this example, the pressure P received by the
また、図1に示されるように、ハウジング40の内部には、セラミック基板などからなる配線基板42が設けられている。そして、配線基板42にはICチップ43が搭載され、図示しないボンディングワイヤなどにより配線基板42と電気的に接続されている。このICチップ43は、検出素子50からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されたものである。
Further, as shown in FIG. 1, a
さらに、図1に示されるように、ハウジング40内において、このICチップ43と検出素子50とは、配線部材44により電気的に接続されている。ここでは、配線部材44としては、リード線やフレキシブルプリント基板(FPC)などを採用している。
Further, as shown in FIG. 1, in the
そして、上記コネクタ部2は、ハウジング40に対して、Oリング45を介して接続されている。このコネクタ部2はPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂などからなるもので、コネクタ部材2には、金属製のターミナル2aがインサート成形などにより一体化されている。
The
このコネクタ部2は、一端側がハウジング40の開口部に挿入された状態でハウジング40に組み付けられており、ハウジング40の開口部の縁部がコネクタ部2にかしめられることにより、コネクタ部2とハウジング40とが一体に固定されている。
The
また、ハウジング40内にてコネクタ部2のターミナル2aは、配線基板42と電気的に接続されている。そして、ターミナル2aは自動車のECUなどに対して、電気的に接続可能となっており、それにより、本圧力センサ100は外部との信号のやりとりなどが可能になっている。
In the
このように、本実施形態の取付構造においては、圧力センサ100は、筒状の胴体部1の一端部に受圧部としての受圧用ダイアフラム10を有するとともに胴体部1の外面のうち胴体部1の一端部よりも他端部側の部位にシール面33を有するものであり、このような圧力センサ100を、エンジン200の取付穴201に対して、胴体部1の一端部側から挿入し、シール面33を取付穴201の内面に密着させてシールすることにより、燃焼室202内の圧力Pを検出可能としている。
As described above, in the mounting structure of the present embodiment, the
そして、本実施形態では、胴体部1の外面のうちシール面33よりも胴体部1の一端部側の部位、すなわち胴体部1の燃焼室202側の部位には、当該部位とこれに対向する取付穴201の内面との間をシールするシール部材300が設けられている。
In the present embodiment, a portion of the outer surface of the
図2は、本実施形態のシール部材300単体の構成を示す図であり、(a)は上視図、(b)は一部断面斜視図である。本実施形態のシール部材300は、リング状をなすものであって、図2(b)中の両矢印Y1方向すなわち径方向と直交する方向Y1に弾性を有するものである。
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a
本実施形態のシール部材300は、径方向と直交する方向Y1に弾性を有するリング状のであればよいが、本例では、図2に示されるように、シール部材300は、その全体形状が円形リング状をなすものであって、その断面形状がC字形状となっているものであり、いわゆるCリングといわれるものを採用している。
The
シール部材300を、このようなCリングとすることにより、径方向と直交する方向に弾性が発揮される。また、シール部材300の材質としては、燃焼火炎の高熱に耐え得る、かつバネ性のあるものが好ましく、ステンレスなどの金属などが適当である。
By using such a C-ring as the
そして、図1に示されるように、取付穴201の内面のうち胴体部1の一端部よりも燃焼室202側の部位は、胴体部1の一端部の端面と重なるように突出したリング状の突出部203となっている。本例では、突出部203は、胴体部1の一端部の端面である受圧用ダイアフラム10の周辺部に重なっている。
As shown in FIG. 1, a portion of the inner surface of the mounting
そして、この取付穴201の突出部203と圧力センサ100の胴体部1の一端部との間に、本実施形態のシール部材300が介在しており、シール部材300における径方向と直交する方向Y1の一方側の面301(図2(b)参照)を突出部203に接触させ、他方側の面302(図2(b)参照)を胴体部1の一端部の端面に接触させた状態となっている。
The
そして、本取付構造においては、シール部材300をこのような接触状態とすることで、圧力センサ100をエンジン200へネジ結合したときの軸力により、シール部材300は、その径方向と直交する方向Y1に弾性変形する。
In this mounting structure, the
このシール部材300の弾性変形により、シール部材300は、胴体部1の一端部の端面および取付穴201の突出部203の両者に密着するため、シール部材300の弾性によるシールが行われる。
Due to the elastic deformation of the
このように、胴体部1のシール面33よりも胴体部33の燃焼室202側の部位に、胴体部1と取付穴201との隙間204をシールするシール部材300を設けているため、燃焼室202からのデポジットが、胴体部1におけるシール面33よりも燃焼室202側の部位とエンジン200との隙間204に、侵入するのを防止できる。
As described above, since the
なお、このような本実施形態の圧力センサ100の取付構造は、取付穴201内において突出部203にシール部材300を設置した状態で、圧力センサ100を、その胴体部1の一端部側から取付穴201に挿入し、ネジ部41を介してネジ締めを行うことにより形成される。
Note that the mounting structure of the
また、本実施形態では、シール部材300によるシールは、デポジットの侵入を防止するための補助的なシールであり、燃焼室202の圧力すなわち筒内圧(たとえば過給エンジンでは10MPa以上に達する)は、シール面33におけるシール部にて確実にシールされる。
Further, in the present embodiment, the seal by the
また、このシール面33が取付穴201の内面に密着した状態で、シール部材300が弾性変形域にて胴体部1の一端部の端面および取付穴201の突出部203の両者に密着できるように、胴体部1の一端部の端面と取付穴201の突出部203のとのクリアランスを設計する必要がある。
Further, in a state where the
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係る圧力センサ100のエンジン200への取付構造の要部を示す概略断面図である。また、図4は、本実施形態のシール部材310単体の平面構成を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a structure for attaching the
本実施形態のシール部材310は、リング状をなすものであって、図4中の両矢印Y2方向すなわち径方向Y2に弾性を有するものである。本例では、シール部材310は、一部が切り欠かれた全体形状がC字状のリングである。このシール部材310の材質としては、上記実施形態と同様に、燃焼火炎の高熱に耐え得る、かつバネ性のあるものが好ましく、ステンレスなどの金属などが適当である。
The
そして、本例のシール部材310は、弾性力が作用していない自由時には、図4中の破線に示される状態にあり、この自由時の状態よりも、切り欠き部の合い口313が狭まると、その径方向Y2への弾性力により外側に開こうとする。
And the
そして、本例では、図3に示されるように、圧力センサ100の胴体部1の外面のうちシール面33よりも胴体部1の一端部側の部位には、全周にわたってリング状の溝21が設けられており、この溝21に対して、シール部材310の内周部311(図4参照)がはめ込まれている。
In this example, as shown in FIG. 3, a ring-shaped
ここで、溝21は、胴体部1のうちメタルケース20の外面に2個設けられており、それに応じてシール部材310も2個設けられているが、溝21は、胴体部1の外面のうちシール面33よりも胴体部1の一端部側の部位に設けられていればよく、金属ステム30あるいは受圧用ダイアフラム10に設けられていてもよい。また、溝21およびシール部材310は1個でもよいし、3個以上でもよい。
Here, two
そして、本例においては、シール部材310の内周部311(図4参照)を胴体部1に接触させ、シール部材310の外周部312(図4参照)を取付穴201の内面に接触させた状態となっている。
In this example, the inner peripheral portion 311 (see FIG. 4) of the
本取付構造においては、シール部材310をこのような接触状態とすることで、シール部材310は、上記図4に示したような、自由時の状態よりも切り欠き部の合い口313が狭まった状態となり、シール部材310においては、その径方向Y2へ開こうとする弾性力が作用する。
In the present mounting structure, the sealing
それにより、シール部材310は、胴体部1および取付穴201の内面の両者に密着するため、シール部材310の弾性によるシールが行われる。このように、本実施形態においても、胴体部1のシール面33よりも胴体部1の燃焼室202側の部位に、胴体部1と取付穴201との隙間204をシールするシール部材310を設けているため、上述したような燃焼室202からのデポジットの侵入を防止できる。
As a result, the
このような本実施形態の圧力センサ100の取付構造は、圧力センサ100の胴体部1の溝21にシール部材310を設置した状態で、圧力センサ100を、その胴体部1の一端部側から取付穴201に挿入し、ネジ部41を介してネジ締めを行うことにより形成される。
The mounting structure of the
図5は、本実施形態の他の例を示す概略断面図である。本例のシール部材320は、胴体部1のうち受圧用ダイアフラム10の外面に取り付けられている。この図5に示されるように、本実施形態のシール部材320は、断面V字状のリングとすることにより、このV字の広がりによって、径方向に弾性力が発揮されるものであってもよい。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of the present embodiment. The
本例においても、シール部材320の内周部321を胴体部1に接触させ、シール部材320の外周部322を取付穴201の内面に接触させた状態で、シール部材320の弾性によりシールが行われている。
Also in this example, sealing is performed by the elasticity of the
(他の実施形態)
なお、シール部材としては、上記した各シール部材300、310、320に限定されるものではなく、胴体部1の外面のうちシール面33よりも胴体部1の一端部側の部位に装着され、当該部位とこれに対向する取付穴201の内面との間をシールできるものであればよい。
(Other embodiments)
In addition, as a sealing member, it is not limited to each above-mentioned sealing member 300,310,320, It mounts | wears with the site | part of the one end part side of the trunk | drum 1 rather than the sealing
また、圧力センサの胴体部は、上記実施形態に限定されるものではなく、筒状であってその一端部に受圧部を有するとともに、その外面に当該一端部からエンジンの取付穴に挿入されたときにシールを行うシール面をシール面を有するものであればよい。また、受圧部としては、上記した受圧用ダイアフラム10に限定されるものではない。
Further, the body portion of the pressure sensor is not limited to the above-described embodiment, and is tubular and has a pressure receiving portion at one end portion thereof, and is inserted into the mounting hole of the engine from the one end portion on the outer surface thereof. What is necessary is just to have a sealing surface as the sealing surface which seals occasionally. Further, the pressure receiving portion is not limited to the
1…圧力センサの胴体部、10…受圧部としての受圧用ダイアフラム、21…溝、
33…シール面、100…圧力センサ、200…エンジン、201…取付穴、
202…燃焼室、203…取付穴の突出部、300、310、320…シール部材、
301…シール部材における径方向と直交する方向の一方側の面、
302…シール部材における径方向と直交する方向の他方側の面、
311、321…シール部材の内周部、312、322…シール部材の外周部。
DESCRIPTION OF
33 ... Sealing surface, 100 ... Pressure sensor, 200 ... Engine, 201 ... Mounting hole,
202 ... Combustion chamber, 203 ... Projection of mounting hole, 300, 310, 320 ... Seal member,
301... One side surface in a direction orthogonal to the radial direction of the seal member;
302 ... the other surface in the direction orthogonal to the radial direction of the seal member,
311, 321... Inner periphery of the seal member, 312, 322.
Claims (4)
エンジン(200)に設けられた穴であって燃焼室(202)に通じる取付穴(201)に対して、前記胴体部(1)の一端部側から挿入し、前記シール面(33)を前記取付穴(201)の内面に密着させてシールすることにより、燃焼室(202)内の圧力を前記受圧部(10)にて受けるようにした圧力センサの取付構造において、
前記胴体部(1)の外面のうち前記シール面(33)よりも前記胴体部(1)の一端部側の部位には、当該部位とこれに対向する前記取付穴(201)の内面との間をシールするシール部材(300、310、320)が設けられていることを特徴とする圧力センサの取付構造。 It has a cylindrical body part (1), has a pressure receiving part (10) for receiving pressure at one end part of the body part (1), and has an outer surface of the body part (1) of the body part (1). A pressure sensor (100) having a sealing surface (33) at a portion on the other end side of the one end portion;
A hole provided in the engine (200), which is a hole (201) leading to the combustion chamber (202), is inserted from one end side of the body (1), and the sealing surface (33) is inserted into the hole (201). In the pressure sensor mounting structure in which the pressure in the combustion chamber (202) is received by the pressure receiving portion (10) by closely contacting and sealing the inner surface of the mounting hole (201).
Of the outer surface of the body part (1), the part closer to the one end part of the body part (1) than the seal surface (33) is connected to the part and the inner surface of the mounting hole (201) facing the part. A pressure sensor mounting structure, wherein seal members (300, 310, 320) for sealing the gap are provided.
前記取付穴(201)の内面のうち前記胴体部(1)の一端部よりも前記燃焼室(202)側の部位は、前記胴体部(1)の一端部の端面と重なるように突出したリング状の突出部(203)となっており、
前記突出部(203)と前記胴体部(1)の一端部の端面との間に前記シール部材(300)が介在するとともに、
前記シール部材(300)における径方向と直交する方向の一方側の面(301)を前記突出部(203)に接触させ、他方側の面(302)を前記胴体部(1)の一端部の端面に接触させた状態で、前記シール部材(300)の弾性によりシールが行われていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサの取付構造。 The sealing member (300) has a ring shape having elasticity in a direction perpendicular to the radial direction,
A ring projecting so that a portion of the inner surface of the mounting hole (201) closer to the combustion chamber (202) than one end of the body (1) overlaps with an end surface of one end of the body (1). Shaped protrusion (203),
The seal member (300) is interposed between the protruding portion (203) and an end surface of one end of the body portion (1),
One surface (301) of the seal member (300) in a direction orthogonal to the radial direction is brought into contact with the protruding portion (203), and the other surface (302) is contacted with one end of the body portion (1). The pressure sensor mounting structure according to claim 1, wherein sealing is performed by the elasticity of the seal member (300) in a state of being in contact with the end face.
前記シール部材(310、320)の内周部(311、321)を前記胴体部(1)に接触させ、前記シール部材(310、320)の外周部(312、322)を前記取付穴(201)の内面に接触させた状態で、前記シール部材(310、320)の弾性によりシールが行われていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサの取付構造。 The sealing members (310, 320) are ring-shaped having elasticity in the radial direction,
The inner peripheral portions (311 and 321) of the seal members (310 and 320) are brought into contact with the body portion (1), and the outer peripheral portions (312 and 322) of the seal members (310 and 320) are connected to the mounting holes (201). 2. The pressure sensor mounting structure according to claim 1, wherein sealing is performed by the elasticity of the seal member (310, 320) in a state where the seal member is in contact with the inner surface of the pressure sensor.
この溝(21)に、前記シール部材(310)の内周部(311)がはめ込まれていることを特徴とする請求項3に記載の圧力センサの取付構造。 A ring-shaped groove (21) is provided over the entire circumference of the outer surface of the body part (1) on the one end side of the body part (1) with respect to the sealing surface (33).
The pressure sensor mounting structure according to claim 3, wherein an inner peripheral portion (311) of the seal member (310) is fitted in the groove (21).
Priority Applications (1)
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