JP2008298530A - 圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒体及びこの筒体の先端部に設けられる圧力検出体を備えてなる圧力検出装置において、上記筒体の構成に工夫を凝らして、筒体の固有振動成分を、当該筒体の全体を金属材料でもって形成したときよりも減衰させる。
【解決手段】筒体１２００は、金属板材料からなる主筒体部１２２０と、この主筒体部１２２０から延出するダンパー材料からなる副筒体部１２３０とでもって同軸的に構成されている。環状圧力検出体１５００は、副筒体部１２３０の延出端部に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧力検出装置に関する。

従来、この種の圧力検出装置としては、下記特許文献１に開示されたシリンダ内圧検出装置が提案されている。

このシリンダ内圧検出装置は、円筒状収納体及び環状集積体を備えている。円筒状収納体は、内側円筒金具及び外側円筒金具でもって二重円筒状に構成されて、内燃機関のシリンダーヘッドのプラグ挿入孔に挿入されている。そして、当該円筒状収納体は、内側円筒金具及び外側円筒金具の各先端部で形成する環状内鍔部でもってプラグ挿入孔の底面に着座している。

環状集積体は、各環状の絶縁板、電極板、圧電素子及び金属製板パッキンを積層してなるもので、この環状集積体は、円筒状収納体の環状内鍔部の内周壁部に嵌装されて当該環状内鍔部内に収納されている。

ここで、点火プラグは、円筒状収納体の内側円筒金具内に挿入されており、この点火プラグは、その取り付けねじ部にて、シリンダーヘッドのプラグ挿入孔の下端に設けたプラグ螺合孔に螺着されている。これにより、当該点火プラグは、その主体金具にて、上記内鍔部を介し環状集積体をプラグ挿入孔の底面上に挟圧する。

しかして、内燃機関の燃焼室内の混合気の燃焼に応じて燃焼圧が発生すると、この燃焼圧は、シリンダ内圧検出装置により環状集積体の圧電素子でもって検出される。
特開平６−２８１５２４号公報

ところで、内燃機関がその作動に伴い振動すると、これに伴い、上述のごとくシリンダーヘッドのプラグ挿入孔に挿入されている円筒状収納体はその固有振動数にて振動することとなる。

ここで、シリンダーヘッドのプラグ挿入孔の軸長は、近年、長くなる傾向にあることから、上述のように構成したシリンダ内圧検出装置では、円筒状収納体の軸長が、通常、当該プラグ挿入孔の軸長に合わせて長い。しかも、円筒状収納体を構成する内側円筒金具及び外側円筒金具は、全体として、金属で形成されているから、当該円筒状収納体は高い剛性を有する。

このような円筒状収納体の構成から、当該円筒状収納体が上述のように振動したときの固有振動数は数ｋＨｚとなる。然るに、この数ｋＨｚの固有振動数は、内燃機関の燃焼室内において混合気の燃焼に伴い生ずる燃焼圧の振動数領域に含まれるため、円筒状収納体の固有振動数に基づく振動成分が、シリンダ内圧検出装置としての検出圧力にノイズとして重畳してしまう。その結果、シリンダ内圧検出装置の検出圧力の精度が低下するという不具合を招く。

そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、筒体及びこの筒体の先端部に設けられる圧力検出体を備えてなる圧力検出装置において、上記筒体の構成に工夫を凝らして、筒体の固有振動成分を、当該筒体の全体を金属材料でもって形成したときよりも減衰させることを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明に係る圧力検出装置は、請求項１の記載によれば、
筒体（１２００）と、この筒体の先端部に同軸的に支持される筒状圧力検出体（１５００）とを備える。

当該圧力検出装置において、筒体は、少なくとも１つの金属筒体部（１２２０）と、この少なくとも１つの金属筒体部に隣接する少なくとも１つのダンパー筒体部（１２３０）とでもって、同軸的に形成されており、
筒状圧力検出体は、筒状ケーシング（１５１０）と、各環状の正側電極板（１５４３）、圧電体（１５４２）及び負側電極板（１５４１）からなる環状積層体（１５４０）とを具備し、
筒状ケーシングは、筒体の先端部から同軸的に延出から延出されて環状収容部（１５２２、１５２３、１５２４、１５３２）を内部に形成してなる二重筒壁（１５２０、１５３０）でもって構成されており、
環状積層体は、筒状ケーシングの上記環状収容部内に収容されていることを特徴とする。

このような構成のもと、当該圧力検出装置が、その筒状圧力検出体側から、内燃機関のシリンダーヘッドに形成したプラグ挿入穴部内に挿入されれば、筒状圧力検出体がその筒状ケーシングの上記環状収容部側にて上記プラグ挿入穴部の底面上に着座する。

ついで、スパークプラグが、圧力検出装置の筒体内に挿入され、取り付けねじ部にて、シリンダーヘッドのうち上記プラグ挿入穴部の底部中央に同軸的に位置する部位に形成したねじ穴部に締着されると、当該スパークプラグは、その主体金具の環状鍔部にて、圧力検出体を、上記プラグ挿入穴部の底面との間にて挟持する。

このような状態において、当該内燃機関がその燃焼室内における混合気の燃焼に伴い作動すると、上記燃焼室内に発生する燃焼圧が、振動として、スパークプラグを介し環状圧力検出体に伝わる。このため、上記燃焼圧が環状圧力検出体によりその圧電体でもって検出される。

ここで、上述したごとく当該内燃機関が作動すると、圧力検出装置がその筒体にて内燃機関の振動に基づき振動する。従って、この振動は圧力検出体に伝わることとなる。

然るに、筒体は、少なくとも１つの金属筒体部と、この少なくとも１つの金属筒体部に隣接する少なくとも１つのダンパー筒体部とでもって、同軸的に形成されている。従って、上述のように筒体の振動が圧力検出体に伝わっても、筒体の振動は、ダンパー筒体部によるダンパー効果でもって、吸振されて減衰した上で圧力検出体に伝わることとなる。

これにより、筒体の固有振動成分が圧力検出体の検出圧力にノイズとして重畳しても、当該固有振動成分が上述のように減衰しているから、上記ノイズも減衰し、圧力検出体の検出圧力の精度を良好に確保し得る。

また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の圧力検出装置において、
上記少なくとも１つの金属筒体部は、金属材料からなる単一の主筒体部（１２２０）として構成されており、
前記少なくとも１つのダンパー筒体部は、前記単一の主筒体部の先端部からこの先端部に同軸的に接合されて延出するダンパー材料からなる単一の副筒体部（１２３０）として構成されており、
前記筒状ケーシングを構成する前記二重筒壁は、前記単一の副筒体部の延出端部から延出されていることを特徴とする。

このように、上記少なくとも１つの金属筒体部を、金属材料からなる単一の主筒体部として構成し、かつ上記少なくとも１つのダンパー筒体部を、上記単一の主筒体部の先端部から延出するダンパー材料からなる単一の副筒体部として構成するようにした。

このため、ダンパー材料からなる単一の副筒体部が、金属材料からなる単一の主筒体部と環状圧力検出体との間に介在することとなる。従って、圧力検出体に伝わる筒体の固有振動成分が、圧力検出体に伝わる直前に単一の副筒体部のダンパー効果により減衰されて圧力検出体に伝わる。

その結果、上述した圧力検出体の検出圧力に重畳するノイズがより一層良好に減衰され得ることから、請求項１に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項２に記載の圧力検出装置において、
上記ダンパー材料は、上記金属材料よりも剛性の低い高分子材料であることを特徴とする。

これにより、単一の副筒体部が良好にダンパー効果を発揮し得るため、請求項２に記載の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明に係る圧力検出装置は、請求項４の記載によれば、
金属製筒体（１２００）と、この金属製筒体の先端部に同軸的に支持される筒状圧力検出体（１５００）とを備える。

当該圧力検出装置において、金属製筒体は、その周壁にて、少なくとも１つの開口部を形成してなり、
この少なくとも１つの開口部は、その中空部にて、金属材料よりも剛性の低い高分子材料からなるダンパー部材でもって閉塞されており、
筒状圧力検出体は、筒状ケーシング（１５１０）と、各環状の正側電極板（１５４３）、圧電体（１５４２）及び負側電極板（１５４１）からなる環状積層体（１５４０）とを具備し、
筒状ケーシングは、筒体の先端部から延出されて環状収容部（１５２２、１５２３、１５２４、１５３２）を内部に形成してなる二重筒壁（１５２０、１５３０）でもって構成されており、
環状積層体は、筒状ケーシングの上記環状収容部内に収容されていることを特徴とする。

このように、金属製筒体が、その周壁にて、少なくとも１つの開口部を形成してなるとともに、当該少なくとも１つの開口部が、その中空部にて、金属材料よりも剛性の低い高分子材料からなるダンパー部材でもって閉塞されていても、金属製筒体が、ダンパー部材に基づきダンパー効果を発揮するので、請求項１に記載の発明と実質的に同様の作用効果が達成され得る。

また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧力検出装置において、
環状圧電体から筒状ケーシングの上記環状収容部内に延出するリード線（１５４４）と、
筒体の外面にその軸方向に沿い固着される帯状金属製リード被覆部材（１３００）とを備えて、
筒状ケーシングを構成する上記二重筒壁は、その内側壁にて筒体の先端部に接合されて、延出しており、
リード線は、筒状ケーシングの上記環状収容部から延出し金属製リード被覆部材の内部に被覆されて筒体の基端部（１２１０）側へ延出することを特徴とする。

このようにリード線を金属製リード被覆部材で被覆するようにしたので、筒体内のスパークプラグがその点火作用により電磁誘導作用を生じても、この電磁誘導作用は、少なくとも金属製であるリード被覆部材でもって良好にシールドされる。その結果、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明の作用効果の達成にあたり、上述の電磁誘導作用がリード線を通る検出圧力にノイズとして影響することがない。

なお、上記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ものである。

以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１は、内燃機関のシリンダーヘッド１００に適用された本発明に係る圧力検出装置１０００の一実施形態を示している。

この圧力検出装置１０００は、筒状支持部材１１００、コネクタ１４００及び筒状圧力検出体１５００でもって構成されているもので、筒状支持部材１１００は、シリンダーヘッド１００に形成したプラグ挿入穴部１１０にその環状開口部１１１から挿入されている。

この筒状支持部材１１００は、図１及び図２にて示すごとく、長手状筒体１２００及び帯状リード被覆部材１３００でもって構成されており、長手状筒体１２００は、その基端部１２１０にて、コネクタ１４００を介し、シリンダーヘッド１００のプラグ挿入穴部１１０の環状開口部１１１に支持されている。

なお、本実施形態では、上述したプラグ挿入穴部１１０は、図１にて示すごとく、シリンダーヘッド１００の外面１２０から当該内燃機関の燃焼室１３０に向けて形成されており、このプラグ挿入穴部１１０の環状開口部１１１は、シリンダーヘッド１００の外面１２０から環状に外方へ突出するように形成されている。

長手状筒体１２００は、図１〜図７のいずれかにて示すように、主筒体部１２２０及び副筒体部１２３０でもって構成されている。主筒体部１２２０は、ステンレス鋼板等の金属板材料でもって筒状に形成されており、この主筒体部１２２０は、その基端部（上述した長手状筒体１２００の基端部１２１０に相当）にて、コネクタ１４００を介し、プラグ挿入穴部１１０内にその環状開口部１１１にて支持されて延出している。本実施形態において、主筒体部１２２０は、長手状筒体１２００の軸長の半分の軸長を有する。なお、主筒体部１２２０の基端部も、符号１２１０で示すものとする。

副筒体部１２３０は、主筒体部１２２０及び帯状リード被覆部材１３００と一体的に組付けられている。この副筒体部１２３０は、筒状圧力検出体１５００に隣接して設けられており、当該副筒体部１２３０は、ダンパー材料でもって筒状に形成されている。また、当該副筒体部１２３０の周壁には、帯状開口部１２３１が、図５にて示すごとく、当該副筒体部１２３０の軸方向に沿い、切り割り状に形成されている。

本実施形態では、上記ダンパー材料としては、高分子材料、例えば、合成樹脂材料或いはゴム材料が挙げられる。また、当該合成樹脂材料としては、耐熱性及び主筒体部１２２０よりも低い剛性を有するもの、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が挙げられる。また、上記ゴム材料としては、耐熱性及び主筒体部１２２０よりも低い剛性を有するもの、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴムが挙げられる。

副筒体部１２３０において、帯状開口部１２３１の両対向面部１２３２、１２３３は、その各径方向内側部位（副筒体部１２３０の周壁の径方向内側部位）にて、図７にて示すごとく、各帯状凹部１２３４、１２３５を形成するように、断面Ｌ字状に切り欠かれている。

ここで、本実施形態において、長手状筒体１２００を上述のように主筒体部１２２０及び副筒体部１２３０でもって構成した根拠について説明する。

当該内燃機関がその作動に伴い振動すると、この振動がシリンダーヘッド１００を介し筒体１２００に伝わる。これに伴い、当該筒体１２００がその固有振動数で振動する。

ここで、筒体１２００の全長が、シリンダーヘッド１００のプラグ挿入穴部１１０の全長に合わせて長く、また、仮に、筒体１２００が、全長に亘り、金属板材料、例えばステンレス鋼板でもって形成されている金属筒体であるとする。この場合、当該金属筒体は高い剛性を有するため、この金属筒体が上述のように内燃機関の振動に伴い振動すれば、当該金属筒体は、数ｋＨｚの固有振動数でもって固有振動することとなる。このことは、この固有振動が当該金属筒体に連結する圧力検出体１５００に伝わることを意味する。

然るに、この金属筒体の数ｋＨｚの固有振動数は、当該内燃機関の燃焼室１３０内において燃料の燃焼に伴い生ずる燃焼圧の振動数領域に含まれる。このため、当該燃焼圧が後述するように筒状圧力検出体１５００に伝わり当該筒状圧力検出体１５００によって検出されると、上述した金属筒体の固有振動数に基づく振動成分、即ち固有振動成分が圧力検出体１５００の検出圧力にノイズとして重畳する。その結果、圧力検出体１５００の検出精度が低下する。

このような現象に対しては、上記金属筒体の固有振動成分を上記燃焼圧の振動成分よりも減衰させてやればよい。このため、本実施形態では、長手状筒体１２００を金属板材料からなる主筒体部１２２０とダンパー材料からなる副筒体部１２３０とで構成することで、当該筒体１２００にダンパー効果（吸振効果）を発揮させることとした。

また、上述のごとく、副筒体部１２３０及び主筒体部１２２０の各軸長を、長手状筒体１２００の軸長の半分としたのは、当該筒体１２００に対し上述したダンパー効果をより良好に発揮させるためである。

また、上述したごとく、筒体１２００において、副筒体部１２３０を主筒体部１２２０よりも圧力検出体１５００側に位置させたのは、上述したダンパー効果を圧力検出体１５００により良好に伝えるためである。

帯状リード被覆部材１３００は、図２〜図４、図６及び図７のいずれかにて示すごとく、断面円弧状の帯状内壁１３１０及び帯状外壁１３２０を有している。帯状内壁１３１０は、その上側部位の断面円弧状内面にて、主筒体部１２２０の外周面の軸方向部位に沿いレーザ溶接により固着されており、当該帯状内壁１３１０は、長手状筒体１２００の軸方向に沿い筒状圧力検出体１５００側に向けて延在している。本実施形態では、帯状内壁１３１０は、ステンレス鋼板等の金属板材料により形成されている。

帯状外壁１３２０は、図６及び図７にて示す断面形状を有するようにステンレス鋼板等の金属板材料により形成されている。この帯状外壁１３２０は、幅方向両側部１３２１、１３２２及び幅方向中央部１３２３でもって一体的に構成されており、幅方向両側部１３２１、１３２２は、帯状内壁１３１０の幅方向両側部にその長手方向に沿いレーザ溶接により固着されている。これにより、帯状リード被覆部材１３００は、帯状内壁１３１０の上側部位でもって、主筒体部１２２０と一体的になっている。

幅方向中央部１３２３は、幅方向両側部１３２１、１３２２の間から外方へ断面湾曲状に隆起して形成されており、この幅方向中央部１３２３は、帯状内壁１３１０の幅方向中央部との間に帯状中空部１３２４を形成している。

当該帯状中空部１３２４内には、正側被覆リード線１５４４（後述する）が、被覆されており、この正側被覆リード線１５４４は、電気絶縁樹脂材料からなるモールド部材１３２５でもって帯状中空部１３２４内にモールドされている。

次に、帯状リード被覆部材１３００及び主筒体部１２２０と副筒体部１２３０との組み付け構成について説明する。上述したように、帯状リード被覆部材１３００は、主筒体部１２２０と一体的になっているとともに、副筒体部１２３０は、図５にて示すごとく構成されている。

そこで、副筒体部１２３０は、帯状リード被覆部材１３００及び主筒体部１２２０に対し以下のようにして組み付けられている。即ち、副筒体部１２３０は、図７にて示すごとくその帯状開口部１２３１内に帯状リード被覆部材１３００の下側部位を嵌め込むようにして、主筒体部１２２０と筒状圧力検出体１５００との間に形成される軸方向空所（図３及び図４参照）内に同軸的に嵌め込まれることで、帯状リード被覆部材１３００及び主筒体部１２２０に組み付けられている。

ここで、上述した帯状リード被覆部材１３００の下側部位と副筒体部１２３０の帯状開口部１２３１との嵌め込みは、次のようにしてなされている。即ち、帯状リード被覆部材１３００は、帯状外壁１３２０の幅方向両側部１３２１、１３２２の各下側部位にて、帯状内壁１３１０の幅方向両側部の各下側部位と共に、帯状開口部１２３１の両対向面部１２３２、１２３３の各帯状凹部１２３４、１２３５内に嵌め込まれている。また、この嵌めこみは、帯状外壁１３２０の幅方向中央部１３２３の下側部位を帯状開口部１２３１から外方を臨ませるようになされている。

また、このような嵌め込みは、帯状内壁１３１０及び帯状外壁１３２０をその各下側部位にて帯状開口部１２３１の両対向面部１２３２、１２３３の間に副筒体部１２３０の弾性に抗して押し込むことで、なされるため、帯状リード被覆部材１３００は、帯状内壁１３１０及び帯状外壁１３２０にて、帯状開口部１２３１の両対向面部１２３２、１２３３により挟持される。

但し、本実施形態では、副筒体部１２３０は、その主筒体部１２２０に対向する環状軸方向端面にて、これに対向する主筒体部１２２０の環状軸方向端面に接着剤による接着でもって同軸的に接合されている。また、副筒体部１２３０は、筒状圧力検出体１５００の内側ケーシング部材１５２０（後述する）に対向する環状軸方向端面にて、これに対向する内側ケーシング部材１５２０の環状軸方向対向端面に接着剤による接着でもって同軸的に接合されている。

また、副筒体部１２３０の帯状開口部１２３１は、両対向面部１２３２、１２３３の各凹部１２３４、１２３５の内面にて、帯状リード被覆部材１３００の帯状内壁１３１０の幅方向両側部の各下側部位、帯状外壁１３２０の幅方向両側部１３２１、１３２２の各下側部位に接着剤による接着でもって接合されている。

コネクタ１４００は、図１にて示すごとく、コネクタ本体１４１０及びグロメット１４２０を備えている。コネクタ本体１４１０は、筒部１４１１と、この筒部１４１１の外周面軸方向中央部から環状に径方向に延出する鍔部１４１２と、この鍔部１４１２の一部から径方向へ外方に向け延出するコネクタ部１４１３とを有するように、電気絶縁樹脂材料でもって一体的に形成されている。

グロメット１４２０は、内側環状壁部１４２１、外側環状壁部１４２２及び環状連結壁部１４２３でもって、断面Ｕ字状壁を有する環状体となるように、電気絶縁ゴム材料を用いて形成されている。このグロメット１４２０は、内側環状壁部１４２１にて、コネクタ本体１４１０の筒部１４１１にその下方から嵌着され、環状連結壁部１４２３にて、コネクタ本体１４１０の鍔部１４１２に下方から着座固定されている。

ここで、当該グロメット１４２０は、内側環状壁部１４２１及び外側環状壁部１４２２の間にプラグ挿入穴部１１０の環状開口部１１１を挟持するようにして、コネクタ本体１４１０の筒部１４１１を、シリンダーヘッド１００のプラグ挿入穴部１１０とほぼ同軸的に維持する。

しかして、上述した長手状筒体１２００（或いは主筒体部１２２０）のプラグ挿入穴部１１０の環状開口部１１１に対する支持は、具体的には、次のようになされている。即ち、長手状筒体１２００（或いは主筒体部１２２０）は、その基端部１２１０にて、図１にて示すごとく、コネクタ１４００の筒部１４１１内に同軸的に嵌着されることで、当該コネクタ１４００を介し、プラグ挿入穴部１１０の環状開口部１１１に支持されている。

筒状圧力検出体１５００は、図１及び図８にて示すごとく、長手状筒体１２００の先端部、即ち副筒体部１２３０の先端部１２３６に同軸的に支持されている。この筒状圧力検出体１５００は、ケーシング１５１０と、環状積層体１５４０と、両電気絶縁部材１５５０、１５６０とでもって構成されている。

ケーシング１５１０は、内側ケーシング部材１５２０及び外側ケーシング部材１５３０を有する。内側ケーシング部材１５２０は、図１及び図８にて示す断面形状を有するように、プレス加工により形成されており、この内側ケーシング部材１５２０は、筒状大径部１５２１、上側環状底壁部１５２２、筒状小径部１５２３及び下側環状底壁部１５２４でもって一体的に構成されている。なお、内側ケーシング部材１５２０及び外側ケーシング部材１５３０が、本発明にいう二重筒壁に相当する。

筒状大径部１５２１は、その上端部にて、図８にて示すごとく、外側ケーシング部材１５３０の上端部よりも上方へ環状に突出しており、この筒状大径部１５２１の環状上端部は、副筒体部１２３０の先端部１２３６にレーザ溶接により同軸的に嵌着されている。

上側環状底壁部１５２２は、筒状大径部１５２１の下端部からその内方へ当該筒状大径部１５２１の軸と直角となるように屈曲して環状に延出されており、筒状小径部１５２３は、環状底壁部１５２２の内周縁部から下方に向け筒状に延出されている。

また、下側環状底壁部１５２４は、図８にて示すように、筒状小径部１５２３の環状延出端部から径方向に外方へ環状に延出されており、この下側環状底壁部１５２４は、シリンダーヘッド１００のプラグ挿入穴部１１０の底面１１２上に着座している。

外側ケーシング部材１５３０は、内側ケーシング部材１５２０をその周囲から包囲するように、当該内側ケーシング部材１５２０と同軸的に位置するもので、この外側ケーシング部材１５３０は、筒状包囲部１５３１及び環状底壁部１５３２を有する。環状底壁部１５３２は、筒状包囲部１５３１の下端部からその内方へ当該筒状包囲部１５３１の軸と直角となるように延出されており、この環状底壁部１５３２は、内側ケーシング部材１５２０の下側環状底壁部１５２４上に溶接により固着されている。本実施形態では、内側ケーシング部材１５２０の上側環状底壁部１５２２、筒状小径部１５２３及び下側環状底壁部１５２４が、外側ケーシング部材１５３０の環状底壁部１５３２と共に、環状二重底壁部を構成する。

環状積層体１５４０は、図８から分かるように、筒状小径部１５２３に同軸的に嵌装されて、内側ケーシング部材１５２０と外側ケーシング部材１５３０との間、換言すれば、上記環状二重底壁部内に収容されており、この環状積層体１５４０は、各環状の負側電極板１５４１、圧電板１５４２及び正側電極板１５４３でもって構成されている。

負側電極板１５４１は、筒状小径部１５２３に同軸的に嵌装されて、外側ケーシング部材１５３０の環状底壁部１５３２上に着座している。圧電板１５４２は、筒状小径部１５２３に同軸的に嵌装されて、負側電極板１５４１上に積層されている。また、正側電極板１５４３は、筒状小径部１５２３に同軸的に嵌装されて、圧電板１５４２上に積層されている。これにより、圧電板１５４２は、負側電極板１５４１及び正側電極板１５４３による挟持のもとに、圧電変換作用を発揮する。なお、圧電板１５４２は、圧電材料でもって形成されている。

また、筒状圧力検出体１５００は、正側被覆リード線１５４４を有しており、この正側被覆リード線１５４４は、その内端接続部にて、正側電極板１５４３に半田付けにより電気的に接続されている。この正側被覆リード線１５４４はケーシング１５１０の環状上側開口部から帯状リード被覆部材１３００の内部に挿通被覆されており、当該正側被覆リード線１５４４は、その先端部にて、帯状リード被覆部材１３００から延出し、コネクタ１４００のコネクタ本体１４１０内のターミナル１４１４（図１参照）の内端部に電気的に接続されている。

本実施形態では、負側電極板１５４１が、ケーシング１５１０を介し、当該圧力検出装置１０００の接地側端子としての役割を果たす。なお、正側被覆リード線１５４４の延出先端部は、筒体１２００の開口部１２１０に固着した絶縁ゴム部材１５４６（図１〜図４参照）により被覆されている。また、ターミナル１４１４は、外部回路（図示しない）と接続可能にコネクタ１４００のコネクタ部１４１３内に設けられている。

電気絶縁部材１５５０は、電気絶縁材料でもって、環板状に形成されており、この電気絶縁部材１５５０は、正側電極板１５４３上に積層されるように内側ケーシング部材１５２０の筒状小径部１５２３に同軸的に嵌装されて、内側ケーシング部材１５２０の環状底壁部１５２２と正側電極板１５４３との間に挟持されている。これにより、当該電気絶縁部材１５５０は、内側ケーシング部材１５２０を正側電極板１５４３から電気的に絶縁する。

また、電気絶縁部材１５６０は、電気絶縁材料でもって、筒状に形成されており、この電気絶縁部材１５６０は、内側ケーシング部材１５２０の筒状小径部１５２３に同軸的に嵌装されて、内側ケーシング部材１５２０を正側電極板１５４２から電気的に絶縁する。

なお、環状積層体１５４０、両電気絶縁部材１５５０、１５６０及び正側被覆リード線１５４４のうち内側ケーシング部材１５２０と外側ケーシング部材１５３０との間に位置する部位は、内側ケーシング部材１５２０と外側ケーシング部材１５３０との間に電気絶縁樹脂材料からなるモールド部材１５４５を充填することで、モールドされている。これにより、内側及び外側の両ケーシング部材１５２０、１５３０の間における圧電板１５４２及び正側電極板１５４３の位置をより一層固定的に維持し得るとともに圧電板１５４２及び正側電極板１５４３の内側ケーシング部材１５２０からの電気絶縁性を、両電気絶縁部材１５５０、１５６０と相まってより一層良好に確保し得る。

本実施形態においては、スパークプラグ２０００が、図１にて示すごとく、コネクタ１４００の筒部１４１１を通りシリンダーヘッド１００のプラグ挿入穴部１１０内に挿入されている。このスパークプラグ２０００は、絶縁筒体２１００を備えており、この絶縁筒体２１００内には、導電性ロッド２２００が、絶縁筒体２１００の基端部側から、中心電極２３００と共に挿入されている。

主体金具２４００は、絶縁筒体２１００の先端側部位に嵌装されているもので、この主体金具２４００は、その先端部にて、取り付けねじ部２４１０を有する。また、当該主体金具２４００は、環状鍔部２４２０を有しており、この環状鍔部２４２０は、主体金具２４００のうち取り付けねじ部２４１０の直上部位に環状に外方へ突出して形成されている。また、中心電極２３００は、主体金具２４００の取り付けねじ部２４１０から燃焼室１３０内に突出し、主体金具２４００の外側電極２４３０と共に放電部を構成する。

しかして、当該スパークプラグ２０００は、主体金具２４００の取り付けねじ部２４１０にて、シリンダーヘッド１００のうちプラグ挿入穴部１１０の底部中央に同軸的に位置する部位に形成したねじ穴部１４０に締着されている。これにより、当該スパークプラグ２０００は、その主体金具２４００の環状鍔部２４２０にて、内側ケーシング部材１５２０の底壁部１５２２及び電気絶縁部材１５５０を介し、環状積層体１５４０を、プラグ挿入穴部１１０の底面１１２との間にて挟持するとともに、その放電部にて、当該内燃機関の燃焼室１３０内に露呈する。

また、電気絶縁ゴム材料からなる筒部材２５００は、図１にて示すごとく、コネクタ１４００の筒部１４１１を通りシリンダーヘッド１００のプラグ挿入穴部１１０内に配置された筒体１２００内に挿入されており、この筒部材２５００は、その先端部にて、スパークプラグ２０００の絶縁筒体２１００のうち主体金具２４００よりも上側部位に外方から嵌装されている。

また、点火装置３０００は、そのケーシング３１００の底壁に設けたグロメット３１１０（グロメット１４２０と同様の構成を有する）でもって、コネクタ１４００の筒部１４１１の上端部に支持されており、この点火装置３０００の被覆リード線３２００は、筒部材２５００の内部を通り、スパークプラグ２０００の導電性ロッド２２００の基端部に電気的に接続されている。

このように構成した本実施形態において、当該内燃機関が、燃焼室１３０内における混合気の燃焼に伴い作動すると、燃焼室１３０内に発生する燃焼圧が、スパークプラグ２０００に伝わる。このため、スパークプラグ２０００が上記燃焼圧に基づく振動を受けてその軸方向に振動しケーシング１５１０の上記環状二重底壁部を介し環状積層体１５４０に伝達する。このため、環状積層体１５４０の圧電板１５４２は、その圧電変換作用に基づき、スパークプラグ２０００の軸方向振動を上記燃焼圧として検出し、正側被覆リード線１５４４及びコネクタ１４００のターミナル１４１４を通して上記外部回路に出力する。

ここで、上述したごとく当該内燃機関が作動すると、この内燃機関の振動は、シリンダーヘッド１００を介し当該圧力検出装置の筒体１２００に伝わる。このため、この筒体１２００が内燃機関の振動に基づき振動する。従って、この振動は圧力検出体１５００に伝わることとなる。

然るに、筒体１２００は、上述したごとく、ステンレス鋼板からなる主筒体部１２２０及びダンパー材料からなる副筒体部１２３０でもって同軸的に形成されている。そして、副筒体部１２３０を形成するダンパー材料は、ステンレス鋼板等の金属板材料よりも低い剛性を有する。このため、筒体１２００は、ダンパー効果を発揮する。

従って、上述のように筒体１２００の振動が圧力検出体１５００に伝わっても、筒体１２００の振動は、筒体１２００によりそのダンパー効果でもって、吸振されて減衰した上で圧力検出体１５００に伝わることとなる。

これにより、筒体１２００の固有振動成分が圧力検出体１５００の検出圧力にノイズとして重畳しても、当該固有振動成分が上述のように減衰しているから、圧力検出体１５００の検出圧力の精度を良好に確保し得る。なお、上記ダンパー材料は耐熱性を有するから、例えば、筒体１２００が当該内燃機関の作動によって加熱されても、筒体１２００の副筒体部１２３０は、当該発生熱に適正に耐え得る。

また、上述したごとく、副筒体部１２３０の軸長を、長手状筒体１２００の軸長の半分としたから、上述したダンパー効果が筒体１２００により一層良好に発揮させ得る。その結果、上述した圧力検出体１５００の検出圧力に重畳するノイズがより一層良好に減衰され得ることから、圧力検出体１５００の検出圧力の精度がより一層向上され得る。

また、上述したごとく、副筒体部１２３０は、筒体１２００において、主筒体部１２２０よりも圧力検出体１５００側に介在しているから、圧力検出体１５００に伝わる筒体１２００の固有振動成分が、圧力検出体１５００に伝わる直前に上記ダンパー効果により減衰されて圧力検出体１５００に直接伝わる。その結果、上述した圧力検出体１５００の検出圧力に重畳するノイズがより一層良好に減衰され得ることから、圧力検出体１５００の検出圧力の精度が、さらに、より一層向上され得る。

また、正側被覆リード線１５４４を被覆する帯状リード被覆部材１３００は、上述のごとく、筒体１２００の外周面に沿いその軸方向に帯状に設けられている。ここで、帯状リード被覆部材１３００は、ステンレス鋼板で形成された帯状内壁１３１０にて、筒体１２００の外周面に当接している。しかも、正側被覆リード線１５４４は、ステンレス鋼板からなる各帯状の内壁１３１０及び外壁１３２０により被覆されている。

このため、筒体１２００内のスパークプラグ２０００がその点火作用により電磁誘導作用を生じても、この電磁誘導作用は、主筒体部１２２０及びこれに対する各帯状の内壁１３１０及び外壁１３２０の各対応部位並びに副筒体部１２３０に対する各帯状の内壁１３１０及び外壁１３２０の対応部位でもって良好にシールドされ得る。その結果、上述の電磁誘導作用が正側被覆リード線１５４４を通る検出圧力にノイズとして影響することがない。

また、副筒体部１２３０は、主筒体部１２２０及びこの主筒体部１２２０と一体的になっている帯状リード被覆部材１３００の双方に上述したごとく組み付けられている。従って、副筒体部１２３０がダンパー材料からなることで低剛性であっても、当該副筒体部１２３０は、帯状リード被覆部材１３００でもって、主筒体部１２２０にしっかりと同軸的に支持され得る。その結果、筒体１２００としての強度が良好に確保され得る。

ちなみに、本実施形態にいう圧力検出装置及び従来の圧力検出装置の各検出特性を実測により調べてみた。但し、従来の圧力検出装置は、本実施形態にいう圧力検出装置において筒体１２００を金属筒体に変更した構成となっている。

上記実測によれば、本実施形態にいう圧力検出装置については、図９にて示すような両グラフ１、２が得られた。グラフ１は、本実施形態にいう圧力検出装置の検出圧力と当該内燃機関のクランク角との関係を示す。また、グラフ２は、本実施形態にいう圧力検出装置の検出圧力をハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦという）で濾波した検出出力と内燃機関のクランク角との関係を示す。

これに対し、従来の圧力検出装置については、図１０にて示すような両グラフ３、４が得られた。グラフ３は、従来の圧力検出装置の検出圧力と当該内燃機関のクランク角との関係を示す。また、グラフ４は、従来の圧力検出装置の検出圧力をＨＰＦで濾波した検出出力と内燃機関のクランク角との関係を示す。

両グラフ１、３を対比してみると、グラフ３では、ノイズが大きく重畳しているのに対し、グラフ１では、ノイズの重畳は殆ど見られないことが分かる。また、両グラフ２、３を対比してみても同様である。従って、本実施形態にいう圧力検出装置の検出特性は、従来の圧力検出装置の検出特性に比べて、明らかに精度よく改善されていることが分かる。

なお、本発明の実施にあたり、上記実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）副筒体部１２３０は、上記実施形態にて述べたように接着剤による接合に限ることなく、インサート成型でもって、一体的に組み付けた主筒体部１２２０及び帯状リード被覆部材１３００に上記実施形態にて述べた構成となるように成形してもよい。
（２）副筒体部１２３０の軸長は、筒体１２００の軸長の半分に限ることなく、適宜変更してもよい。ここで、例えば、筒体１２００の固有振動成分が、当該筒体の全体を金属材料で形成したときの固有振動成分よりも減衰するように、副筒体部１２３０の軸長を設定するとよい。
（３）筒体１２００は、主筒体部１２２０及び副筒体部１２３０による構成に限ることなく、主筒体部１２２０を複数の金属筒部で構成し、かつ、副筒体部１２３０を複数のダンパー筒部で構成し、これら各複数の金属筒部及びダンパー筒部の各々を、例えば、交互に同軸的に接合して、筒体１２００としてもよい。
（４）筒体１２００は、上記実施形態にて述べた主筒体部１２２０及び副筒体部１２３０からなる構成に限ることなく、筒体１２００の周壁に少なくとも１つの開口部を形成し、かつこの開口部の中空部を上記ダンパー材料からなるダンパー部材でもって閉塞するようにしてもよい。ここで、例えば、筒体１２００の固有振動成分が、当該筒体の全体を金属材料で形成したときの固有振動成分よりも減衰するように、上記少なくとも１つの開口部の大きさが設定されているとよい。なお、上記少なくとも１つの開口部は、円形状、スリット状等の各種の形状であってもよい。
（５）また、上記実施形態においては、上述のごとく、圧力検出体１５００のケーシング１５１０は、筒体１２００の先端部から同軸的に延出してなる内側ケーシング部材１５２０及び外側ケーシング部材１５３０からなる二重筒壁でもって構成され、かつこのケーシング１５１０において、環状二重底壁部が、内側ケーシング部材１５２０の上側環状底壁部１５２２、筒状小径部１５２３及び下側環状底壁部１５２４、外側ケーシング部材１５３０の環状底壁部１５３２でもって構成される例について説明したが、これに限ることなく、ケーシング１５１０は、筒体１２００の先端部から同軸的に延出する二重筒壁であってその延出端部にて筒体の軸心に向けて半径方向に屈曲され閉じてなる環状二重底壁部を形成してなる二重筒壁でもって構成されていてもよい。

また、このようなケーシング１５１０に代えて、筒体１２００の先端部から延出されて環状収容部を内部に形成してなる二重筒壁でもって構成したケーシングを採用してもよい。ここで、この環状収容部を形成する二重筒壁においては、外側環状壁（外側ケーシング部材１５３０に対応）が、筒体１２００の先端部よりも半径方向外方に位置するように、形成されていてもよい。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果が達成され得る。

本発明に係る圧力検出装置の一実施形態をシリンダーヘッドに組み付けた状態を示す要部断面図である。 当該圧力検出装置の正面図である。 図２にて副筒体部を除いた状態における圧力検出装置を示す正面図である。 図２にて副筒体部を除いた状態における圧力検出装置を示す側面図である。 副筒体部の斜視図である。 図２にて６−６線に沿う断面図である。 図２にて７−７線に沿う断面図である。 スパークプラグの主体金具との関係において検出体を示す半断面図である。 上記実施形態にいう圧力検出装置（当該圧力検出装置）の検出出力及びこの検出出力をＨＰＦで濾波した濾波検出圧力と内燃機関のクランク角との関係を示すグラフである。 従来の圧力検出装置の検出出力及びこの検出出力をＨＰＦで濾波した濾波検出圧力と内燃機関のクランク角との関係を示すグラフである。

符号の説明

１２００…筒体、１２１０…基端部、１２２０…主筒体部、１２３０…副筒体部、
１３００…帯状リード被覆部材、１５００…圧力検出体、１５１０…筒状ケーシング、
１５２０…内側ケーシング部材、１５２２…上側環状底壁部、１５２３…小径筒部、
１５２４…下側環状底壁部、１５３０…外側ケーシング部材、１５３２…環状底壁部、
１５４０…環状積層体、１５４１…負側電極板、１５４２…圧電板、
１５４３…正側電極板、１５４４…正側被覆リード線。

Claims (5)

1. 筒体と、この筒体の先端部に同軸的に支持される筒状圧力検出体とを備える圧力検出装置において、
   前記筒体は、少なくとも１つの金属筒体部と、この少なくとも１つの金属筒体部に隣接する少なくとも１つのダンパー筒体部とでもって、同軸的に形成されており、
   前記筒状圧力検出体は、筒状ケーシングと、各環状の正側電極板、圧電体及び負側電極板からなる環状積層体とを具備し、
   前記筒状ケーシングは、前記筒体の先端部から延出されて環状収容部を内部に形成してなる二重筒壁でもって構成されており、
   前記環状積層体は、前記筒状ケーシングの前記環状収容部内に収容されていることを特徴とする圧力検出装置。
2. 前記少なくとも１つの金属筒体部は、金属材料からなる単一の主筒体部として構成されており、
   前記少なくとも１つのダンパー筒体部は、前記単一の主筒体部の先端部からこの先端部に同軸的に接合されて延出するダンパー材料からなる単一の副筒体部として構成されており、
   前記筒状ケーシングを構成する前記二重筒壁は、前記単一の副筒体部の延出端部から延出されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
3. 前記ダンパー材料は、前記金属材料よりも剛性の低い高分子材料であることを特徴とする請求項２に記載の圧力検出装置。
4. 金属製筒体と、この金属製筒体の先端部に同軸的に支持される筒状圧力検出体とを備える圧力検出装置において、
   前記金属製筒体は、その周壁にて、少なくとも１つの開口部を形成してなり、
   この少なくとも１つの開口部は、その中空部にて、金属材料よりも剛性の低い高分子材料からなるダンパー部材でもって閉塞されており、
   前記筒状圧力検出体は、筒状ケーシングと、各環状の正側電極板、圧電体及び負側電極板からなる環状積層体とを具備し、
   前記筒状ケーシングは、前記筒体の先端部から延出されて環状収容部を内部に形成してなる二重筒壁でもって構成されており、
   前記環状積層体は、前記筒状ケーシングの前記環状収容部内に収容されていることを特徴とする圧力検出装置。
5. 前記環状圧電体から前記筒状ケーシングの前記環状収容部内に延出するリード線と、
   前記筒体の外面にその軸方向に沿い固着される帯状金属製リード被覆部材とを備えて、
   前記筒状ケーシングを構成する前記二重筒壁は、その内側壁にて前記筒体の先端部に接合されて、延出しており、
   前記リード線は、前記筒状ケーシングの前記環状収容部から延出し前記金属製リード被覆部材の内部に被覆されて前記筒体の基端部側へ延出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧力検出装置。

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