JP2559858Y2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は内燃機関のシリンダー内
圧の変化を圧電素子によって検出する圧力センサに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のシリンダーヘッドに設けられ
たセンサ取付け用螺子孔に装着される主体金具の内部に
圧電素子、圧力伝達棒等よりなる検出要素を収納すると
ともにシリンダー内に位置する下端面にダイアフラムを
封着し、シリンダー内圧を前記ダイアフラムと圧力伝達
棒とを介して圧電素子に伝播し、該素子よりシリンダー
内圧力の大きさに比例する電気信号を取り出すようにし
た圧力センサは公知である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】この主体金具の外端部
には、挿通孔が形成された金属キャップが固着され、該
挿通孔に挿通させたケーブルにより、圧電素子に発生し
た出力が外部へ取り出される。

【０００４】ところで、この電気的取出しは、図３で示
すように、金属キャップａの内端部に挿通孔ｂに連通さ
せて嵌挿溝ｃを形成し、該嵌挿溝ｃ内に中心に通入孔ｅ
が形成された合成樹脂製ストッパーｄを、前記通入孔ｅ
を挿通孔ｂに一致させて嵌着し、前記挿通孔ｂと通入孔
ｅにケーブルｘを挿通して、その芯線ｙを前記通入孔ｅ
から内部へ引出し、該芯線ｙに平板状端子板ｆを嵌着し
て、該端子板ｆに圧電素子の電極と電気的に接続したリ
ード線ｚを溶接するようにし、前記ケーブルｘにより出
力の取り出しを可能とするようにしていた。そして、前
記ケーブルｘに引張力が作用しても、前記平板状端子板
ｆにより、ケーブルｘを保持し、かつリード線ｚの断線
を生じさせないように工夫していた。

【０００５】ところで、かかる構成にあっては、ケーブ
ルｘの芯線ｙを端子板ｆに溶接する必要があり、作業が
面倒であった。

【０００６】また主体金具に対して金属キャップａを90
°横転して、該内端部を側方へ臨ませてから金属キャッ
プａの内端部に配設した端子板ｆにリード線ｚを溶接す
る必要があるため、作業性が悪かった。そして、かかる
作業を可能とするためにはリード線ｚにかなりのゆとり
が必要となり、組み付け後にはこのリード線ｚが主体金
具の内面と電気的に接触し易い状態となり、その絶縁確
保のため新たな対応が必要となるといった問題点があっ
た。

【０００７】さらには、圧力センサは、内燃機関のシリ
ンダーヘッドに装着されるものであり、最高200 ℃とい
う高温にさらされる。このような雰囲気にあって、合成
樹脂製ストッパーｄを用いているため、ストッパーｄの
軟化又は変形により、ケーブルｘの保持が不安定となる
といった問題点があった。本考案は、かかる問題点を除
去することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、主体金具の外
端部に固着される信号搬送用ケーブルの挿通孔が形成さ
れた金属キャップの、その内端部に、中心に通入孔が形
成されたセラミック製ストッパーを、該通入孔を挿通孔
に一致させて配設し、挿通孔と通入孔にケーブルを挿通
して、その芯線を通入孔から内部へ引出して、その芯線
の引出し端に、筒状端子を外嵌して加締めて、該筒状端
子を、その側方よりリード線を溶接し得る程度に金属キ
ャップの下方端部より突出した位置に保持し、さらには
筒状端子の側面に圧電素子の電極と電気的に接続したリ
ード線を溶接するようにしたことを特徴とするものであ
る。ここで溶接とは、抵抗溶接等のほか半田付も含む。

【０００９】

【作用】ケーブルと、筒状端子とは、加締め加工等によ
り嵌着され、さらには、熱収縮チューブで覆われて絶縁
保持され、このため溶接を要しない。そしてケーブル
は、筒状端子により前記ストッパーと係合して引張力に
対抗することができる。

【００１０】また、筒状端子は金属キャップの内面から
突出しており、このため、リード線と端子との溶接処理
は側方から行なうことができ、金属キャップを主体金具
に対して横転させる必要はない。さらには、ストッパー
はセラミック製であり、耐熱性を有する。

【００１１】

【実施例】図１は本考案の一実施例を示し、１は下端部
１ａの外周にシリンダヘッドに螺合する雄螺子２と、上
端部１ｂの外周にスパナ等の締付け工具と適合する六角
部３とを形成したボルト構造をなす主体金具であり、そ
の内部には、軸孔４が形成されている。この軸孔４は主
体金具１の中心を上下方向に貫通してなり、挿入孔４
ａ，装着孔４ｂ、螺子孔４ｃ及び装着孔４ｄが連成され
て構成される。前記挿入４ａは装着孔４ｂに比して小径
となっており、その間に段差部分を生じている。

【００１２】径小側の装着孔４ａには圧力伝達棒９が挿
入され、その下端を主体金具１の下端部１ａの端面を気
密に封口するように接合された金属製ダイアフラム６に
溶接している。この金属ダイアフラム６は耐熱性が必要
で、例えばインコネル又はSUS630相当の耐熱性金属材料
のようなものが良い。さらに主体金具１の装着孔４ａ，
４ｂの段差部分と圧力伝達棒９との間には円板バネ７を
設けて圧力伝達棒９の径大部を支持するようにし、この
円板バネ７により各構成体の熱膨張差及び熱伝達の差か
ら生ずる歪、また雄螺子部での締付けトルクによる伸び
等から生ずる応力を吸収している。

【００１３】また装着孔４ｂには、後述するように圧電
素子１１等の検出要素を収納する。そして、前記六角部
３側の装着孔４ｄの口部に形成された段座２５に、鍔２
７を備えた金属キャップ２６が嵌合され、該鍔２７を段
座２５に溶接される。前記金属キャップ２６の内部には
信号搬送用ケーブルｘの一端が挿通固定され、該ケーブ
ルｘより裸出した芯線ｙと接続されるリード線ｚが、圧
電素子１１と接続され、その信号出力が電気的に取り出
し可能となる。かかる構成の詳細については後述する。

【００１４】前記装着孔４ｂには、装着孔４ａに近いほ
うから環状パッキン１０、端子板、表裏面に電極が形成
された圧電素子１１，端子部材１２，１３、電気絶縁環
１４及び当て金１６等が順次積層状に配設され、これら
積層体８の周囲に被覆した絶縁材１７により主体金具１
と絶縁している。また前記端子部材１３の上面からは立
状舌片１３ａが突成されている。

【００１５】前記当て金１６の上端には半球面が形成さ
れ、該半球面上に円錐凹面を備えた押え螺子１８を前記
螺子孔４ｃに螺合して密接させ、その緊締作用により、
前記当て金１６等を介して、圧電素子１１に適正な予圧
力を付与するようにしている。前記当て金１６，押え螺
子１８は夫々中心に孔が形成され、その組付け状態で前
記電気絶縁環１４等と共に挿通孔２０を生ずる。そして
該挿通孔２０内に絶縁チューブ２１を嵌着し、該絶縁チ
ューブ２１内に前記立状舌片１３ａを挿通し、信号搬送
用ケーブルｘの芯線と接続されたリード線ｚと立状舌片
１３ａとの接続を絶縁チューブ２１内で行なっている。

【００１６】次に本考案の要部を図２に従って説明す
る。金属キャップ２６の中心には信号搬送用ケーブルｘ
を通入させる挿通孔２８が形成され、さらに、その内端
部には挿通孔２８に連通させて嵌挿溝２９が形成されて
いる。そして、該嵌挿溝２９内には中心に通入孔３１が
形成されたセラミック製ストッパー３０を嵌着し、前記
通入孔３１を挿通孔２８に一致させている。この挿通孔
２８と通入孔３１にはあらかじめケーブルｘを挿通して
いる。そして、その芯線ｙを前記通入孔３１から内部へ
引出し、該芯線ｙに筒状端子３２を嵌着している。この
筒状端子３２は両端が外方へ拡径され、その中心部を加
締めて、前記芯線ｙに密嵌固着される。このため、前記
筒状端子３２の端部がストッパー３０の内面に当接し、
ケーブルｘを外部から引張しても、筒状端子３２がスト
ッパー３０に係合して、該引張力に対抗し得ることとな
る。尚、この筒状端子３２の固着位置は、その側方より
リード線を溶接し得る程度に金属キャップの下方端部よ
り突出した位置とする。

【００１７】そして、該筒状端子３２には圧電素子１１
の電極と電気的に接続したリード線ｙが抵抗溶接され
る。このとき、前記筒状端子３２は金属キャップ２６の
内面から突出しており、側方から臨むことができ、この
ためリード線ｙの抵抗溶接作業を、主体金具１に対して
横転させる必要がなく前記主体金具１と分離した状態
で、容易に行なうことができる。そしてさらには、筒状
端子３２に熱収縮チューブ３３を外嵌し、これを加熱し
て、前記抵抗溶接部に被着し、これにより該抵抗溶接部
は絶縁的に保護されることとなる。而して、この金属キ
ャップ２６を上述したように、主体金具１の段座２５に
嵌合し、該鍔２７を段座２５に抵抗溶接することによ
り、組み付けが完了する。

【００１８】

【考案の効果】本考案の圧力センサは、上述のように、
金属キャップ２６の内端部にセラミック製ストッパー３
０を設け、ストッパー３０の通入孔３１にケーブルｘを
挿通して、その芯線ｙに筒状端子３２を嵌着して加締
め、該筒状端子３２に圧電素子１１の電極と電気的に接
続したリード線ｚを溶接し、該溶接部に熱収縮チューブ
３３を被着したものであり、このため、ケーブルｘと、
筒状端子３２とは溶接を要せず、また、筒状端子３２は
金属キャップ２６の内面から突出しており、このため、
リード線ｚと筒状端子３２との溶接処理は側方から行な
うことができ、金属キャップ２６を主体金具１に対して
横転させる必要はなく、接続処理が容易となる。またリ
ード線ｚに余分なたるみを持たせる必要がなく、該リー
ド線ｚと、主体金具１間の絶縁が容易となる。さらには
ストッパー３０はセラミック製であり、耐熱性を有し、
高温雰囲気中においても充分な保持力を確保し得る等の
優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す圧力センサの縦断側面
図である。

【図２】要部の拡大縦断側面図である。

【図３】従来構成を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 主体金具 ９ 圧力伝達棒 １１ 圧電素子 ２６ 金属キャップ ２８ 挿通孔 ３０ ストッパー ３１ 通入孔 ３２ 筒状端子 ｘ ケーブル ｙ 芯線 ｚ リード線

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダーに装着される主体
   金具の軸孔の内部に、圧電素子、圧力伝達棒等の検出要
   素を収納し、更に前記軸孔の開口端を金属製ダイアフラ
   ムで密封してなる圧力センサにおいて、 主体金具の外端部に固着される信号搬送用ケーブルの挿
   通孔が形成された金属キャップの、その内端部に、中心
   に通入孔が形成されたセラミック製ストッパーを、該通
   入孔を挿通孔に一致させて配設し、 挿通孔と通入孔にケーブルを挿通して、その芯線を通入
   孔から内部へ引出して、その芯線の引出し端に、筒状端
   子を外嵌して加締めて、該筒状端子を、その側方よりリ
   ード線を溶接し得る程度に金属キャップの下方端部より
   突出した位置に保持し、 さらには筒状端子の側面に圧電素子の電極と電気的に接
   続したリード線を溶接するようにした ことを特徴とする
   圧力センサ。