JP2008070190A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】被測定圧力を受ける受圧用ダイアフラムを備える圧力センサにおいて、冷却機構を設けることなく、受圧用ダイアフラムに対する熱歪みの影響を低減する。
【解決手段】ケースと、ケースの一端部に設けられ、一面が被測定圧力Ｐを受ける受圧面２１として構成されるとともに受圧面２１に被測定圧力Ｐを受けて歪む受圧用ダイアフラム２０と、ケースの内部に設けられ受圧用ダイアフラム２０から被測定圧力Ｐが伝達される圧力伝達部材６０とを備える圧力センサにおいて、受圧用ダイアフラム２０は、受圧面２１を構成する第１の層２０ａと、圧力伝達部材６０寄りの部位に位置する第２の層２０ｂとを有するとともに、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとは、互いに熱膨張係数の異なる材料よりなるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、被測定圧力を受ける受圧用ダイアフラムを備える圧力センサに関し、たとえば、エンジン燃焼室内の圧力を検出する圧力センサとして適用される。

従来より、この種の圧力センサとしては、ケースと、ケースの一端部に設けられた受圧用ダイアフラムと、ケースの内部に設けられた圧力伝達部材とを備えるものが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。このものは、自動車に搭載され、エンジンシリンダ内の圧力を測定する圧力センサとして適用されるものである。

そして、この圧力センサにおいては、受圧用ダイアフラムは、その外部に面した一面が被測定圧力を受ける受圧面として構成されるとともに、当該受圧面に被測定圧力を受けて歪むものである。そして、この受圧用ダイアフラムの歪みによる荷重がケース内の圧力伝達部材へ加わることにより、受圧用ダイアフラムから圧力伝達部材へ被測定圧力が伝達されるようになっている。

ここで、ケース内には、歪みゲージなどの検出部が設けられており、この検出部に対して上記圧力伝達部材から被測定圧力が伝達されることにより、被測定圧力が検出部にて信号などに変換され、検出が行われるようになっている。

ところで、上記した従来の圧力センサでは、被測定圧力としてエンジンの燃焼室の圧力（燃焼圧）を測定する場合、燃焼室内の爆発時の熱によって受圧用ダイアフラムの受圧面に熱歪みが生じ、圧力センサにとって誤差要因となっている。

この点に対して、上記特許文献１では、受圧面の形状を工夫することにより受圧用ダイアフラムに対する熱歪みの影響を低減する試みが行われている。一方、上記特許文献２では、受圧用ダイアフラムの内側に別体の水冷による冷却機構を設け、受圧用ダイアフラムに対する熱歪みの影響を低減しようとしている。
特開２００４−３４７３８７号公報 米国特許第５４７１８８３号明細書

しかしながら、エンジン回転数やエンジン負荷の状態などにより、燃焼状態すなわちエンジンの燃焼における圧力や温度が異なり、それによって、受圧用ダイアフラムに対する熱歪みの影響も異なる。この点に対して、上記特許文献１のような受圧用ダイアフラムの形状のみを工夫したものでは、種々の燃焼状態に対応することは難しい。

また、上記特許文献２のように、受圧用ダイアフラムの内側を水冷する場合には、冷却機構が別途必要になるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被測定圧力を受ける受圧用ダイアフラムを備える圧力センサにおいて、冷却機構を設けることなく、受圧用ダイアフラムに対する熱歪みの影響を低減できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、受圧用ダイアフラム（２０）を、受圧面（２１）を構成する第１の層（２０ａ）と、この第１の層（２０ａ）よりも圧力伝達部材（６０）寄りの部位に位置する第２の層（２０ｂ）とを有するとともに、第１の層（２０ａ）と第２の層（２０ｂ）とが、互いに熱膨張係数の異なる材料よりなるものとしたことを特徴とする。

ここにおいて、第１の層（２０ａ）と第２の層（２０ｂ）とを、互いに熱膨張係数の異なる材料よりなるものとするにあたっては、第１の層（２０ａ）よりも第２の層（２０ｂ）の方が熱膨張係数の大きい材料よりなる場合と、それとは逆に、第２の層（２０ｂ）よりも第１の層（２０ａ）の方が熱膨張係数の大きい材料よりなる場合との２つのケースがある。

前者のケースでは、受圧面（２１）となる第１の層（２０ａ）の方が、熱膨張係数α１が小さく、圧力伝達部材（６０）側の第２の層（２０ｂ）の方が、熱膨張係数α２が大きい（α１＜α２）。この場合、第１の層（２０ａ）および第２の層（２０ｂ）によるバイメタル効果によって、受圧用ダイアフラム（２０）は、圧力伝達部材（６０）側に凸となるように熱変形する。

そのため、この場合では、受圧用ダイアフラム（２０）が、圧力伝達部材（６０）側よりも受圧面（２１）側へ凸となるように熱変形しやすい形状をなす圧力センサに適用して好ましい。つまり、このような圧力センサでは、α１＜α２とすることにより、受圧用ダイアフラム（２０）において、形状的に受圧面（２１）側へ凸となる熱変形が、上記バイメタル効果による逆方向の熱変形によってキャンセルされる。

一方、上記した後者のケースでは、受圧面（２１）となる第１の層（２０ａ）の方が、熱膨張係数α１が大きく、圧力伝達部材（６０）側の第２の層（２０ｂ）の方が、熱膨張係数α２が小さい（α１＞α２）。この場合、第１の層（２０ａ）および第２の層（２０ｂ）によるバイメタル効果によって、受圧用ダイアフラム（２０）は、受圧面（２１）側に凸となるように熱変形する。

そのため、この場合では、受圧用ダイアフラム（２０）が、受圧面（２１）側よりも圧力伝達部材（６０）側へ凸となるように熱変形しやすい形状をなす圧力センサに適用して好ましい。つまり、このような圧力センサでは、α１＞α２とすることにより、受圧用ダイアフラム（２０）において、形状的に圧力伝達部材（６０）側へ凸となる熱変形が、上記バイメタル効果による逆方向の熱変形によってキャンセルされる。

このように、本発明によれば、受圧用ダイアフラム（２０）を、受圧面（２１）を構成する第１の層（２０ａ）と圧力伝達部材（６０）寄りの部位に位置する第２の層（２０ｂ）とを有し、これら両層（２０ａ、２０ｂ）を熱膨張係数の異なる材料よりなるものにて構成することにより、冷却機構を設けることなく、受圧用ダイアフラムに対する熱歪みの影響を低減することができる。

ここで、互いに熱膨張係数の異なる材料において、熱膨張係数の大きい方の材料としては、ＳＵＳ３０４を用いることができる。また、熱膨張係数の小さい方の材料としては、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１およびＳＵＳ４３０の中から選択されるものを用いたり、コバール、インバー、４２アロイおよびモリブデンの中から選択されるものを用いることができる。

また、第１の層（２０ａ）と第２の層（２０ｂ）とは圧延加工、ロウ付け、摩擦圧接もしくは超音波接合により接合されているものにできる。

また、第１の層（２０ａ）と第２の層（２０ｂ）との周辺部を溶接し、これら両層（２０ａ、２０ｂ）の間のうち溶接された部位の内周部を、接着剤（２０ｃ）を介して接着するようにしてもよい。それによれば、両層（２０ａ、２０ｂ）を簡易に接合できる。

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。

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。

（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。本圧力センサ１００は、被測定圧力としてエンジン２００の燃焼室２０２内の圧力（つまり燃焼圧）Ｐを検出する燃焼圧センサとして適用されるものである。

この圧力センサ１００は、大きくは、ケース１０と、このケース１０に接続されたコネクタ部１１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のケース１０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。

ケース１０は、その一端部に受圧部としての受圧用ダイアフラム２０を有する。本例では、ケース１０は筒状をなすもので、その一端部側から、筒状の金属ステム３０、筒状のハウジング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、このケース１０の他端部すなわちハウジング４０に対して、コネクタ部１１が接続されている。

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。

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として構成されており、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。

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、受圧用ダイアフラム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。

この金属ステム３０の歪み部３２は、受圧用ダイアフラム２０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の圧力による歪みに基づいて信号を発生するセンシング部５０が設けられている。

このセンシング部５０は、たとえば、半導体チップに拡散抵抗などからなる歪みゲージを形成し、このゲージによりブリッジ回路が構成されたものとすることができる。本例では、このような半導体チップからなるセンシング部５０は、図示しない低融点ガラスなどにより、金属ステム３０に接合されている。

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テーパ状のシール面３３が全周に形成されている。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、このケース１０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。

そして、上記受圧用ダイアフラム２０は、この金属ステム３０の開口部３１すなわちケース１０の一端部に接合されている。この受圧用ダイアフラム２０は、その一面２１すなわち燃焼室２０２に面する一面２１が、被測定圧力としての燃焼室２０２内の圧力Ｐを受ける受圧面２１として構成されている。

そして、図１中の白抜き矢印に示されるように、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、被測定雰囲気である燃焼室２０２内の圧力Ｐは、ケース１０の一端部に位置する受圧用ダイアフラム２０の受圧面２１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２０は、歪み変形するようになっている。

ここで、図２は、図１中の圧力センサ１００における受圧用ダイアフラム２０近傍部の拡大図である。図２に示されるように、本実施形態の受圧用ダイアフラム２０は、受圧面２１を構成する第１の層２０ａと、この第１の層２０ａよりもケース１０の内部寄りすなわち後述する圧力伝達部材６０寄りに位置する第２の層２０ｂとを有する。

そして、本実施形態では、受圧用ダイアフラム２０は、これら両層２０ａ、２０ｂが積層された積層構造となっている。ここで、これら両層２０ａ、２０ｂは一般的な圧延加工により互いに接合されている。

また、この受圧用ダイアフラム２０は、円形板状のものであるが、その端部２２が受圧面２１の外側に向かって山折りとなるように曲げられており、この曲げられた端部２２が、金属ステム３０の開口部３１すなわちケース１０の一端部に挿入され、金属ステム３０に接合されている。

ここでは、図２に示されるように、受圧用ダイアフラム２０の端部２２における第２の層２０ｂの部分と金属ステム３０とが、レーザ溶接などで全周溶接されている。図２では、この溶接により形成された溶接部Ｋ１が示してある。

さらに、受圧用ダイアフラム２０において、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとは、互いに熱膨張係数の異なる材料よりなるものとしている。具体的には、第１の層２０ａよりも第２の層２０ｂの方が熱膨張係数の大きい材料よりなるものとしている。つまり、受圧面２１となる第１の層２０ａの熱膨張係数α１の方が小さく、圧力伝達部材６０側の第２の層２０ｂの熱膨張係数α２の方が大きい関係（α１＜α２）としている。

ここで、熱膨張係数の大きい方の材料すなわち第２の層２０ｂの材料としては、ＳＵＳ３０４などを用いることができる。また、熱膨張係数の小さい方の材料すなわち第１の層２０ａの材料としては、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１およびＳＵＳ４３０などや、コバール、インバー、４２アロイおよびモリブデンなどを用いることができる。

また、図１に示されるように、ケース１０において、金属ステム３０の中空部により形成される空間の内部には、上記圧力伝達部材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。

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２０における受圧面２１とは反対側の面すなわち第２の層２０ｂに対して荷重を与えた状態で接触しており、上記圧力Ｐは、受圧用ダイアフラム２０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。

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２０が、その受圧面２１にて受けた圧力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センシング部５０から信号が出力されるようになっている。

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、センシング部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。

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とセンシング部５０とは、リード線やフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などからなる配線部材４４により電気的に接続されている。

そして、上記コネクタ部１１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１１は樹脂などからなるもので、コネクタ部材１１には、金属製のターミナル１１ａがインサート成形などにより一体化されている。このコネクタ部１１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、かしめなどにより、組み付けられ、ハウジング４０と一体に固定されている。

また、ハウジング４０内にてコネクタ部１１のターミナル１１ａ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１１ａ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。

ところで、本実施形態によれば、受圧用ダイアフラム２０を、受圧面２１を構成する第１の層２０ａと、圧力伝達部材６０寄りの部位に位置する第２の層２０ｂとの積層構成とし、第１の層２０ａよりも第２の層２０ｂの方が熱膨張係数の大きい材料よりなる構成、すなわち上記したα１＜α２の関係を設定している。

これは、図２に示されるように、本実施形態の受圧用ダイアフラム２０の形状が、その端部２２が受圧面２１の外側に向かって山折りとなるように曲げられた端部２２を有するものであり、この端部２２にて、受圧用ダイアフラム２０が金属ステム３０に固定されていることによる。

この種の圧力センサにおいては、受圧用ダイアフラム２０は、その端部においてケース１０に固定されるのが通常であるが、このような状態にて熱により変形する場合、受圧用ダイアフラム２０は、受圧面２１と平行な方向に膨張できないので、受圧面２１と直交する方向にたわんで変形せざるを得ない。

そして、図２に示されるような端部２２の曲げ形状を有する受圧用ダイアフラム２０の場合においては、受圧用ダイアフラム２０は、圧力伝達部材６０側よりも、むしろ受圧面２１側へ凸となるように熱変形する可能性が高い。このように、本実施形態では、受圧用ダイアフラム２０は、その形状に起因した熱変形の方向性を有する。

一方、本実施形態では、受圧面２１となる第１の層２０ａの方が熱膨張係数α１が小さく、圧力伝達部材６０側の第２の層２０ｂの方が熱膨張係数α２が大きい（α１＜α２）。そして、本実施形態では、このような熱膨張係数の関係に起因する熱変形の方向性も存在する。

具体的には、受圧用ダイアフラム２０が熱によって膨張するが、第２の層２０ｂの熱膨張係数α２の方が第１の層２０ａの熱膨張係数α１よりも大きいため、第２の層２０ｂの方が第１の層２０ａよりも大きく膨張する。そして、このようなバイメタル効果によって、受圧用ダイアフラム２０は圧力伝達部材６０側に凸となるように熱変形する。

つまり、本実施形態の圧力センサ１００では、α１＜α２の関係とすることにより、受圧用ダイアフラム２０において、形状的に受圧面２１側へ凸となる熱変形が、上記したバイメタル効果による逆方向の熱変形によってキャンセルされ、受圧用ダイアフラム２０の熱変形を抑制できる。

このように、本実施形態の圧力センサ１００は、ケース１０と、ケース１０の一端部に設けられた受圧用ダイアフラム２０と、ケース１０の内部に設けられた圧力伝達部材６０とを備え、受圧用ダイアフラム２０が圧力伝達部材６０側よりも受圧面２１側へ凸となるように熱変形しやすい形状となっている圧力センサである。

そして、このような圧力センサ１００において、本実施形態では、受圧用ダイアフラム２０を、受圧面２１を構成する第１の層２０ａと、圧力伝達部材６０寄りの第２の層２０ｂとの積層構造とし、第１の層２０ａよりも第２の層２０ｂの方が熱膨張係数の大きい材料よりなるものとしている。それにより、従来のような冷却機構を設けることなく、受圧用ダイアフラム２０に対する熱歪みの影響を低減している。

（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の要部を示す概略断面図であり、圧力センサにおける受圧用ダイアフラム２０近傍部の拡大図である。この図３に示される部分以外は、本実施形態の圧力センサは上記図１に示される圧力センサと同様の構成であるため、以下、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。

図３に示されるように、本実施形態の受圧用ダイアフラム２０も、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとが圧延加工により積層された積層構造となっている。本実施形態では、図３に示されるように、受圧用ダイアフラム２０の端部２２が、上記第１実施形態とは逆に、受圧面２１の外側に向かって谷折りとなるように曲げられている。

そして、受圧用ダイアフラム２０全体が金属ステム３０の開口部３１すなわちケース１０の一端部に挿入され、上記端部２２における第２の層２０ｂの部分と金属ステム３０とが、レーザ溶接などで全周溶接されている。図３では、この溶接により形成された溶接部Ｋ１が示してある。

また、本実施形態でも、受圧用ダイアフラム２０において、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとを、互いに熱膨張係数の異なる材料よりなるものとしているが、本実施形態では、上記第１実施形態とは逆に、第２の層２０ｂよりも第１の層２０ａの方が熱膨張係数の大きい材料よりなるものとしている。

つまり、本実施形態では、受圧面２１となる第１の層２０ａの熱膨張係数α１の方が大きく、圧力伝達部材６０側の第２の層２０ｂの熱膨張係数α２の方が大きい小さい関係（α１＞α２）としている。

ここで、熱膨張係数の大きい方の材料すなわち第１の層２０ａの材料、および、熱膨張係数の小さい方の材料すなわち第２の層２０ａの材料としては、上記第１実施形態に述べたものと同様の材料を採用できる。

このように、本実施形態では上記したα１＞α２の関係を設定しているが、これは、図３に示されるように、本実施形態の受圧用ダイアフラム２０の形状が、その端部２２が受圧面２１の外側に向かって谷折りとなるように曲げられた端部２２を有するものであり、この端部２２にて、受圧用ダイアフラム２０が金属ステム３０に固定されていることによる。

そして、図３に示されるような端部２２の曲げ形状を有する受圧用ダイアフラム２０の場合においては、上記第１実施形態とは逆に、受圧用ダイアフラム２０は、その形状的には、受圧面２１側よりも、むしろ圧力伝達部材６０側へ凸となるように熱変形する可能性が高い。

一方、本実施形態では、受圧面２１となる第１の層２０ａの方が熱膨張係数α１が大きく、圧力伝達部材６０側の第２の層２０ｂの方が熱膨張係数α２が小さい（α１＞α２）。そして、本実施形態では、このような熱膨張係数の関係に起因する熱変形の方向性が存在する。

具体的には、第１の層２０ａの熱膨張係数α１の方が第２の層２０ｂの熱膨張係数α２よりも大きいため、第１の層２０ａの方が第２の層２０ｂよりも大きく膨張する。そして、このようなバイメタル効果によって、受圧用ダイアフラム２０は受圧面２１側に凸となるように熱変形する。

つまり、本実施形態の圧力センサ１００では、α１＞α２の関係とすることにより、受圧用ダイアフラム２０において、形状的に圧力伝達部材６０側へ凸となる熱変形が、上記したバイメタル効果による逆方向の熱変形によってキャンセルされ、受圧用ダイアフラム２０の熱変形を抑制できる。

このように、本実施形態の圧力センサ１００は、ケース１０と、ケース１０の一端部に設けられた受圧用ダイアフラム２０と、ケース１０の内部に設けられた圧力伝達部材６０とを備え、受圧用ダイアフラム２０が受圧面２１側よりも圧力伝達部材６０側へ凸となるように熱変形しやすい形状となっている圧力センサである。

そして、このような圧力センサ１００において、本実施形態では、受圧用ダイアフラム２０を、受圧面２１を構成する第１の層２０ａと、圧力伝達部材６０寄りの第２の層２０ｂとの積層構造とし、第２の層２０ｂよりも第１の層２０ａの方が熱膨張係数の大きい材料よりなるものとしている。それにより、従来のような冷却機構を設けることなく、受圧用ダイアフラム２０に対する熱歪みの影響を低減している。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサの要部を示す概略断面図であり、圧力センサにおける受圧用ダイアフラム２０近傍部の拡大図である。本実施形態においても、この図４に示される部分以外は、本実施形態の圧力センサは上記図１に示される圧力センサと同様の構成であるため、以下、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。

上記第１実施形態では、受圧用ダイアフラム２０は、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとが圧延加工により積層された積層構造となっていた。ここで、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとの固定は圧延加工に限定されるものではない。

本実施形態では、図４に示されるように、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとの周辺部を全周溶接により固定している。この溶接はレーザ溶接などによって行われ、図４にはその溶接された溶接部Ｋ２が示されている。

そして、本実施形態では、両層２０ａ、２０ｂの間のうち溶接部Ｋ２の内周部すなわち溶接部Ｋ２で囲まれた領域は、接着剤２０ｃを介して接着されている。この接着剤２０ｃとしては、ポリイミド樹脂などよりなる接着剤を採用することができる。

このような構成は、たとえば、両層２０ａ、２０ｂを接着剤２０ｃを介して重ね合わせて接着した後、その接着剤２０ｃによる接着領域の周辺部をレーザ溶接することにより、容易に形成することができる。その後は、上記第１実施形態と同じように、受圧用ダイアフラム２０の端部２２を曲げて、金属ステム３０の開口部３１に挿入し、溶接・固定すればよい。

このような本実施形態の受圧用ダイアフラム２０によっても、上記した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、本実施形態は、上記第２実施形態にも適用できることは言うまでもない。

（他の実施形態）
なお、受圧用ダイアフラム２０において第１の層２０ａと第２の層２０ｂとの固定は、上記した圧延加工や接着剤２０ｃを用いた構成に限定されるものではない。

たとえば、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとをロウ付けにより接合してもよい。この場合、ロウ材としては、一般的に知られているロウ材を用いることができる。また、第１の層２０ａと第２の層２０ｂとは摩擦圧接もしくは超音波接合により接合されていてもよい。

また、圧力センサのケースは、上記実施形態のように、複数の部材３０、４０が連結され一体化されたものに限定されるものではなく、その一端部に受圧用ダイアフラムを有するものであれば、ケースは一体成形されたものでもよい。

また、上記各実施形態では、被測定圧力として、エンジンの燃焼圧を測定する圧力センサの例を示したが、圧力センサとしては、ケース１０と、ケース１０の一端部に設けられ被測定圧力を受ける受圧用ダイアフラム２０と、ケース１０の内部に設けられた圧力伝達部材６０とを備えるものであればよく、燃焼圧センサ以外の用途であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサのエンジンへの取付構造を示す概略断面図である。 図１中の圧力センサにおける受圧用ダイアフラム近傍部の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサの要部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサの要部を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…ケース、２０…受圧用ダイアフラム、
２０ａ…受圧用ダイアフラムの第１の層、２０ｂ…受圧用ダイアフラムの第２の層、
２１…受圧用ダイアフラムの受圧面、６０…圧力伝達部材。

Claims (11)

1. ケース（１０）と、
   前記ケース（１０）の一端部に設けられ、一面が被測定圧力を受ける受圧面（２１）として構成されるとともに当該受圧面（２１）に前記被測定圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（２０）と、
   前記ケース（１０）の内部に設けられ前記受圧用ダイアフラム（２０）から前記被測定圧力が伝達される圧力伝達部材（６０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記受圧用ダイアフラム（２０）は、前記受圧面（２１）を構成する第１の層（２０ａ）と、この第１の層（２０ａ）よりも前記圧力伝達部材（６０）寄りの部位に位置する第２の層（２０ｂ）とを有するとともに、前記第１の層（２０ａ）と前記第２の層（２０ｂ）とは、互いに熱膨張係数の異なる材料よりなるものであることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記第１の層（２０ａ）よりも前記第２の層（２０ｂ）の方が熱膨張係数の大きい材料よりなることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記第２の層（２０ｂ）よりも前記第１の層（２０ａ）の方が熱膨張係数の大きい材料よりなることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
4. 前記互いに熱膨張係数の異なる材料において、熱膨張係数の大きい方の材料として、ＳＵＳ３０４を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
5. 前記互いに熱膨張係数の異なる材料において、熱膨張係数の小さい方の材料として、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１およびＳＵＳ４３０の中から選択されるものを用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 前記互いに熱膨張係数の異なる材料において、熱膨張係数の小さい方の材料として、コバール、インバー、４２アロイおよびモリブデンの中から選択されるものを用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
7. 前記第１の層（２０ａ）と前記第２の層（２０ｂ）とは圧延加工により接合されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
8. 前記第１の層（２０ａ）と前記第２の層（２０ｂ）とはロウ付けにより接合されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
9. 前記第１の層（２０ａ）と前記第２の層（２０ｂ）との周辺部は溶接されており、これら両層（２０ａ、２０ｂ）の間のうち前記溶接された部位の内周部は、接着剤（２０ｃ）を介して接着されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記第１の層（２０ａ）と前記第２の層（２０ｂ）とは摩擦圧接もしくは超音波接合により接合されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
11. 前記被測定圧力として、エンジンの燃焼圧を測定するものであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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