JP4973092B2 - 圧力センサおよびその取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、一端部に受圧用ダイアフラム、他端部にセンシング部を有する金属製筒状ケースの内部に圧力伝達部材を収納してなる圧力センサ、および、この圧力センサを取付部材に取り付けてなる取付構造に関する。

従来より、この種の圧力センサとしては、筒状をなす金属製のケースと、ケースの一端部に設けられ圧力の印加により歪む受圧用ダイアフラムと、ケースの他端部に設けられ圧力に応じた信号を発生するセンシング部と、ケースに収納されて受圧用ダイアフラムからの圧力をセンシング部へ伝達する圧力伝達部材とを備えるものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このような圧力センサは、たとえば自動車に搭載されエンジンの燃焼圧を検出する圧力センサ、すなわち燃焼圧センサなどとして使用される。その取付構造は、一般に、取付部材としてのエンジンなどに設けられたネジ穴などよりなる取付穴に対して、筒状ケースを挿入し、ねじ結合などにより固定するものである。

たとえば、燃焼圧センサの場合には、エンジンの取付穴は燃焼室に連通しており、受圧用ダイアフラムが当該燃焼室の雰囲気、すなわち測定環境にさらされるように、圧力センサが取り付けられる。

そして、このような取付状態においては、受圧用ダイアフラムに印加された圧力（燃焼圧）は、受圧用ダイアフラムの歪みによって圧力伝達部材に伝えられ、さらに、この圧力伝達部材を介してセンシング部に伝達される。それにより、圧力を受けたセンシング部から当該圧力に応じたレベルの信号が生じ、この信号に基づいて圧力検出が行われるようになっている。
特開２００４−３４７３８７号公報

しかしながら、従来のこの種の圧力センサは、上述したように、筒状のケースを取付穴に挿入することにより、取付部材への取付が行われるものであり、この状態においては、ケースが取付穴に囲まれた形となるため、熱の逃げ道が少ない。

そのため、圧力センサにおいては、測定環境にさらされている受圧用ダイアフラムに対して熱が加わった場合に、この熱によって受圧用ダイアフラムに歪みが生じる可能性がある。

たとえば、上記燃焼圧センサの場合には、燃焼室内の燃焼による高熱が、直接、受圧用ダイアフラムに加わるため、受圧用ダイアフラムの歪みが生じやすい。そして、このような歪みは、誤差としてセンサ出力に現れ、結果的に検出誤差が大きくなるという問題を引き起こす。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、一端部に受圧用ダイアフラム、他端部にセンシング部を有する金属製筒状ケースの内部に圧力伝達部材を収納してなる圧力センサ、および、そのような圧力センサの取付構造において、熱による受圧用ダイアフラムの歪みを低減することを目的とする。

本発明は、受圧用ダイアフラムが設けられているケースが、金属製であり熱伝導体として優れたものであることから、このケースを介した外部への放熱経路を形成してやればよいことに着目して、創出されたものである。

すなわち、請求項１に記載の発明は、一端部に受圧用ダイアフラム（１５）、他端部にセンシング部（３０）を有するとともに、取付部材（２００）に設けられた取付穴（２０１）挿入されることにより取付部材（２００）に取り付けられる金属製筒状のケース（２０）の内部に圧力伝達部材（１６）を収納してなる圧力センサにおいて、ケース（２０）の側面に、ケース（２０）からの熱を取付部材（２００）へ放熱するための放熱部材（７０）を設け、放熱部材（７０）は、ケース（２０）の側面に付着する放熱性を有するグリスであり、グリスは、熱伝導性を有するフィラーが含まれたものとしたことを、特徴とする。

それによれば、圧力センサ（１００）を取付部材（２００）に取り付けた状態において、測定環境にさらされている受圧用ダイアフラム（１５）に加わる熱が、金属製のケース（２０）を伝わって放熱部材（７０）から取付部材（２００）へ逃がされるため、熱による受圧用ダイアフラム（１５）の歪みを低減することができる。

また、請求項２に記載の発明は、一端部に受圧用ダイアフラム（１５）、他端部にセンシング部（３０）を有する金属製筒状のケース（２０）の内部に圧力伝達部材（１６）を収納してなる圧力センサ（１００）を、そのケース（２０）を取付部材（２００）に設けられた取付穴（２０１）に挿入することにより、取付部材（２００）に取り付けてなる圧力センサの取付構造において、ケース（２０）の側面と取付穴（２０１）の内面との間に、ケース（２０）からの熱を放熱するための放熱部材（７０）を設け、この放熱部材（７０）を介してケース（２０）と取付部材（２００）とを熱的に接続させ、放熱部材（７０）は、ケース（２０）の側面に付着する放熱性を有するグリスであり、グリスは、熱伝導性を有するフィラーが含まれたものとしたことを、特徴とする。

このような取付構造によれば、測定環境にさらされている受圧用ダイアフラム（１５）に加わる熱が、金属製のケース（２０）を伝わって放熱部材（７０）から取付部材（２００）へ逃がされるため、熱による受圧用ダイアフラム（１５）の歪みを低減することができる。

また、請求項１および請求項２の発明におけるグリスとして、熱伝導性を有するフィラーを含むものであれば、より高い熱伝導性が期待でき、さらに、そのようなフィラーとしては窒化ホウ素または窒化アルミニウムを採用すれば、さらなる熱伝導性の向上が期待できる。

また、上記圧力センサおよび取付構造においては、放熱部材（７０）は、ケース（２０）の側面の全周に設けられていることが好ましい。また、放熱部材（７０）は、ケース（２０）の軸方向に沿って複数個設けてもよい。

また、上記圧力センサおよび取付構造においては、放熱部材（７０）を、ケース（２０）の側面のうち受圧用ダイアフラム（１５）から離れた位置に設けるようにすれば、通常、測定環境に直接さらされる受圧用ダイアフラム（１５）から離れた位置にあるため、放熱部材（７０）自体の耐熱性を多少低いものにすることができる。

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の全体構成を示す概略断面図であり、当該圧力センサ１００を取付部材としてのエンジン２００に取り付けた状態を示している。また、図２は、図１中におけるハウジング１０のパイプ部１２の先端部の近傍部を拡大して示す概略断面図である。

本実施形態の圧力センサ１００は、取付部材としての自動車のエンジン２００に取り付けられ、このエンジン２００における燃焼室２０２内の圧力Ｐ、すなわち燃焼圧を検出する燃焼圧センサとして適用されるものである。

本実施形態の圧力センサ１００のハウジング１０は、円筒状の本体部１１とこの本体部１１よりも細い細長筒形状のパイプ部１２とからなる。これら本体部１１およびパイプ部１２は、たとえばステンレスなどの金属製のものであり、切削や冷間鍛造等により一体に成形されたものである。

また、ハウジング１０におけるパイプ部１２とは反対側の端部は、開口部１４となっている。このように、ハウジング１０はその一端側に開口部１４を有するものとなっており、この開口部１４には、後述するコネクタ部材６０が挿入され、かしめ固定によって組み付けられるようになっている。

また、ハウジング１０におけるパイプ部１２の外周面には、上記エンジン２００に圧力センサ１００を固定するための固定部としてネジ結合可能なネジ部１３が形成されている。このように、本例においては、ハウジング１０は、その一端側から突出するように設けられた細長形状のパイプ部１２を備えたものとして構成されている。

ここで、ハウジング１０のパイプ部１２は、上記エンジン２００に形成された取付穴２０１としてのネジ穴２０１に挿入され、上記ネジ部１３を介して取り付けられる。それにより、圧力センサ１００はエンジン２００に取り付けられる。そして、この圧力センサ１００の取付状態においては、圧力Ｐは、図１中の白抜き矢印に示されるように、パイプ部１２の先端部側から印加されるようになっている。

ハウジング１０におけるパイプ部１２の先端部には、金属ステム２１とメタルパイプ２２とが接合されてなる金属製筒状のケース２０が設けられている。金属ステム２１は、一端側が開口部２１ａ、他端側が閉塞された薄肉状の歪み部２１ｂである中空筒状をなす金属製のものであり、プレス、切削や冷間鍛造などにより形成されている。ここで、歪み部２１ｂは、圧力Ｐの印加により歪むことにより、後述するセンシング部３０に圧力Ｐを伝えるものである。

この金属ステム２１の外周面には、周面と直交する方向へ張り出したフランジ２１ｃが形成されている。そして、金属ステム２１の歪み部２１ｂ側がパイプ部１２内に向けてパイプ部１２に挿入され、フランジ２１ｃとパイプ部１２の先端部の開口縁部とが、溶接または接着などにより接合され固定されている。

ここで、金属ステム２１のフランジ２１ｃの外周面は、図１、図２に示されるように、開口部２１ａから歪み部２１ｂへ向かって拡径したテーパ面となっている。

メタルパイプ２２は、ステンレスなどの金属製筒形状をなすものであり、金属ステム２１の開口部２１ａに対して、レーザ溶接や抵抗溶接、プラズマ溶接などの溶接により接合固定されている。

これにより、金属ステム２１とメタルパイプ２２とが連結された金属製筒状のケース２０が構成される。そして、このケース２０は、上述したように、ハウジング１０に固定されており、このハウジング１０を介して、エンジン２００のネジ穴２０１に挿入されることによりエンジン２００に取り付けられている。

そして、このケース２０は、その一端部をメタルパイプ２２の一端側の開口部、他端側を金属ステム２１の歪み部２１ｂとして、金属ステム２１およびメタルパイプ２２の両中空部が連通した中空筒状をなしている。

そして、このケース２０の一端部すなわちメタルパイプ２２の開口部には、圧力Ｐの印加により歪む受圧用ダイアフラム１５が設けられている。そして、メタルパイプ２２の開口部は、受圧用ダイアフラム１５によって閉塞されている。

この受圧用ダイアフラム１５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り、その周辺部がメタルパイプ２２に対して、ロウ付けや溶接などによって接合固定されている。

そして、この受圧用ダイアフラム１５は燃焼室２０２に面しており、測定環境である燃焼室２０２内の雰囲気にさらされるとともに、図１中の白抜き矢印に示されるように、圧力Ｐを受け、歪み変形するものである。

また、このケース２０の他端部すなわち金属ステム２１の歪み部２１ｂの外面には、圧力Ｐに応じた信号を発生するセンシング部３０が設けられている。このセンシング部３０は、印加された圧力Ｐによって自身が歪み、その歪みに基づいて圧力Ｐに応じたレベルの電気信号を出力する歪みゲージ機能を有するものにできる。

より具体的に、センシング部３０としては、限定するものではないが、半導体プロセスによってシリコン半導体チップに対して、拡散抵抗素子などにより構成されるブリッジ回路を形成し、半導体チップの歪みによって生じる抵抗値変化を電気信号に変換して出力する機能を有するものにできる。

このようなセンシング部３０は、金属ステム２１の歪み部２１ｂの外表面に対して、図示しない低融点ガラスなどを介したガラス溶着などによって接合されている。これにより、センシング部３０はハウジング１０に収納された形となっている。

また、ケース２０の内部には、受圧用ダイアフラム１５からの圧力Ｐをセンシング部３０へ伝達する圧力伝達部材１６が設けられている。本実施形態の圧力伝達部材１６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棒状をなしている。

この圧力伝達部材１６における長軸方向（長手方向）の一端部は、受圧用ダイアフラム１５側に位置し、受圧用ダイアフラム１５の内面に対して荷重を与えた状態で接触している。一方、圧力伝達部材１６における当該一端部とは反対側の長軸方向の他端部は、センシング部３０側に位置し、金属ステム２１の歪み部２１ｂの内面に対して荷重を与えた状態で接触している。

このような状態において、受圧用ダイアフラム１５に印加された圧力Ｐは、受圧用ダイアフラム１５から圧力伝達部材１６を介して、金属ステム２１の歪み部２１ｂおよびセンシング部３０に印加されるようになっている。ここでは、圧力Ｐによって金属ステム２１の歪み部２１ｂが変形することにより、センシング部３０に圧力Ｐが伝達され、センシング部３０からは圧力Ｐに応じた電気信号が出力される。

ここで、図１、図２に示されるように、本実施形態では、ケース２０の外側の側面には、ケース２０からの熱を取付部材としてのエンジン２００へ放熱するための放熱部材７０が設けられている。そして、この放熱部材７０は、ケース２０の側面とエンジン２００のネジ穴２０１の内面との間に介在した形となっている。

この状態において、放熱部材７０を介してケース２０の側面とネジ穴２０１の内面とが接触しており、ケース２０から放熱部材７０を介してエンジン２００へ放熱される放熱経路が形成されている。つまり、放熱部材７０がケース２０の側面とネジ穴２０１の内面の両方に接触することで、放熱部材７０を介してケース２０と取付部材２００とが熱的に接続されている。

本実施形態においては、放熱部材７０としては、放熱性を有するグリスを採用できる。放熱性を有するグリスとしては、一般的なシリコーン樹脂よりなるグリスを採用することができ、このようなグリスは、ケース２０の側面に塗布して付着させることにより、ケース２０へ取り付けられている。

また、このようなグリスに対して、たとえば数％〜数十％程度の熱伝導性フィラーを含有させれば、熱伝導率の向上が図れる。そのようなフィラーとしては、たとえば、ミクロンオーダーに加工した粉末状の銀、銅、アルミニウムなどを採用できるが、フィラーの材質を窒化ホウ素や窒化アルミニウムとすれば、さらなる熱伝導性の向上、耐熱性の向上などが期待できる。

また、本実施形態の放熱部材７０としては、耐熱性に優れたセラミックや樹脂を成形したものを採用してもよい。そのようなセラミックとしては、たとえば窒化ホウ素または窒化アルミニウムなどが挙げられる。また、樹脂としては、テトラフルオロエチレンの重合体であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素原子と炭素原子のみから成るフッ素樹脂などが挙げられる。

このようなセラミックや樹脂よりなる放熱部材７０は、型成形などによって筒状に成形された放熱部材７０を、ケース２０に嵌合させたり、ケース２０の側面に耐熱性の接着剤などによって接着したりすることで、ケース２０に取り付けることが可能である。

また、図１、図２に示される例においては、放熱部材７０は、ケース２０の側面の全周を環状に取り巻くように設けられているが、ケース２０の側面の全周ではなく、当該側面周りの一部のみに設けられたものであってもよい。

また、図１に示されるように、本実施形態の圧力センサ１００においては、ハウジング１０の本体部１１の内部には、セラミック基板などからなる配線基板４０が設けられている。

この配線基板４０は、本体部１１との境界におけるパイプ部１２の開口部を覆うように設けられており、回路基板４０の周辺部は、たとえば接着などによりハウジング１０に固定されている。

配線基板４０におけるパイプ部１２の開口部に面した側の面には、ＩＣチップ４２が接着などにより搭載されている。このＩＣチップ４２は、センシング部３０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。

そして、このＩＣチップ４２と配線基板４０とは、アルミニウム（Ａｌ）または金などからなるボンディングワイヤ４４により結線されており、それによって、これら両者４０、４２は電気的に接続されている。さらに、図１に示されるように、この配線基板４０とセンシング部３０とは、配線部材５０により電気的に接続されている。

ここでは、配線部材５０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。この配線部材５０は、図１に示されるように、ハウジング１０のパイプ部１２内にてパイプ部１２の長手方向に延びるように配置されている。

ここで、配線部材５０の一端部５１は、センシング部３０に対して、はんだなどを用いて電気的および機械的に接合されている。具体的には、図示しないが、センシング部３０の表面に形成されたパッドに対して、配線部材５０が接続される。

そして、配線部材５０の他端部５２側の部位は、パイプ部１２内において配線基板４０の方向へ延びており、この配線部材５０の他端部５２は、配線基板４０に設けられた貫通穴４６を介して、配線基板４０におけるＩＣチップ４２の搭載面とは反対側の面において、はんだなどを介して配線基板４０に対して電気的に接続されている。

また、図１に示されるように、ハウジング１０における上記開口部１４には、ターミナル６１を有する上記コネクタ部材６０が組み付けられている。このコネクタ部材６０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、ターミナル６１はインサート成形などにより一体化されている。

このコネクタ部材６０は、一端側がハウジング１０の開口部１４に挿入された状態でハウジング１０に組み付けられており、ハウジング１０の開口部１４の縁部がコネクタ部材６０にかしめられることにより、コネクタ部材６０とハウジング１０とが一体に固定されている。

また、ハウジング１０内にてコネクタ部材６０の一端側は、配線基板４０と対向するように配置されており、コネクタ部材６０のターミナル６１と配線基板４０とはバネ部材６３を介したバネ接触により電気的に接続されている。それによって、センシング部３０とコネクタ部材６０とは、配線部材５０および配線基板４０を介して電気的に接続されている。

また、コネクタ部材６０の他端側の開口部６２は、図示しない外部配線部材などに接続されるようになっている。そして、ターミナル６１は自動車のＥＣＵなどに対して、上記外部配線部材などを介して電気的に接続可能となっている。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。

［製造方法等］
かかる構成を有する圧力センサ１００の製造方法について、述べる。まず、金属ステム２１の歪み部２１ｂの表面にガラス接合などによりセンシング部３０を接合し、金属ステム２１とセンシング部３０とを一体化する。また、メタルパイプ２２と受圧用ダイアフラム１５とを、ロウ付けや溶接などによって接合固定し、一体化する。

そして、センシング部３０と受圧用ダイアフラム１５との間において、上記図２に示されるように圧力伝達部材１６を介在させ、受圧用ダイアフラム１５から圧力伝達部材１６を介して金属ステム２１の歪み部２１ｂへ荷重を与えた状態で、メタルパイプ２２と金属ステム２１の開口部２１ａ側とを溶接して接合する。

このようして、センシング部３０、金属ステム２１、メタルケース２２、受圧用ダイアフラム１５、圧力伝達部材１６が一体化された一体化部材を作製し、この一体化部材におけるセンシング部３０に対して、配線部材５０の一端部５１を、はんだなどを介して接続する。

そして、配線部材５０の他端部５２側の部位を、ハウジング１０のパイプ部１２の先端部から挿入し、配線部材５０の他端部５２をハウジング１０の本体部１１の内部まで引き出す。また、金属ステム２１とハウジング１０のパイプ部１２とを、溶接などにより接合する。

続いて、配線部材５０の他端部５２を、ＩＣチップ４２がワイヤボンド実装された配線基板４０の貫通穴４６に通し、配線部材５０の他端部５２と配線基板４０とをはんだなどを介して接続する。

次に、配線基板４０をハウジング１０の本体部１１に接合固定する。その後、コネクタ部材６０をハウジング１０の開口部１４へ挿入するが、このとき、上述したように、ターミナル６１と配線基板４０とを、バネ部材６３を介してバネ接触させることにより、電気的に接続する。

次に、ハウジング１０の開口部１４の縁部を、コネクタ部材６０の段部に対して折り曲げるようにかしめる（図１参照）。それにより、コネクタ部材６０とハウジング１０とを固定する。そして、上記した材質よりなる放熱部材７０をケース２０の側面に対し、上記方法にて取り付ける。こうして、上記図１に示される圧力センサ１００が完成する。

そして、この圧力センサ１００は、ハウジング１０のネジ部１３を介して、エンジン２００に形成された取付穴２０１に挿入されて取り付けられることによって、エンジン２００に固定される。その取付構造は、図１に示される通りである。

そして、圧力Ｐが、図１中の矢印に示されるように、受圧用ダイアフラム１５から圧力伝達部材１６を介して、金属ステム２１の歪み部２１ｂに印加される。すると、その圧力によって歪み部２１ｂが変形し、この変形をセンシング部３０により電気信号に変換し、圧力検出を行う。

そして、センシング部３０からの信号は、配線部材５０を介して配線基板４０へ伝達され、ＩＣチップ４２にて処理され、処理された信号がターミナル６１から外部へ出力される。このように、センシング部３０の電気信号が、配線基板４０およびコネクタ部材６０を介して外部に取り出されるようになっている。

［効果等］
ところで、本実施形態の圧力センサ１００においては、ケース２０は、エンジン２００のネジ穴（取付穴）２０１挿入されることによりエンジン２００に取り付けられるものであるが、このケース２０の側面に対して、ケース２０からの熱をエンジン２００へ放熱するための放熱部材７０を設けている。

また、本実施形態によれば、このような筒状金属製のケース２０を有する圧力センサ１００を、当該ケース２０をネジ穴２０１に挿入することによりエンジン２００に取り付けてなる圧力センサの取付構造が実現されている。

そして、本実施形態では、この取付構造において、ケース２０の側面とネジ穴２０１の内面との間に、ケース２０からの熱を放熱するための放熱部材７０を設け、この放熱部材７０を介してケース２０とエンジン２００とを熱的に接続している。

このような本実施形態の圧力センサおよびその取付構造によれば、圧力センサ１００をエンジン２００に取り付けた状態において、燃焼室２０２にさらされている受圧用ダイアフラム１５に加わる熱が、金属製のケース２０を伝わって放熱部材７０から、比較的温度の低いエンジン２００へ逃がされる。そのため、本実施形態によれば、熱による受圧用ダイアフラム１５の歪みを低減することができる。

ちなみに、従来では、上記図２において取付穴２０１の内面とケース２０の側面との間には、放熱部材は介在せず、当該両者の間は空隙であった。そのため、ケース２０から取付部材２００への熱の伝導がなされにくかった。それに対して、取付穴２０１の内面とケース２０の側面との間に、放熱部材７０を介在させたものが、本実施形態であり、その効果は上述の通りである。

また、本実施形態の圧力センサ１００およびその取付構造においては、放熱部材７０を、上述したような、放熱性を有するグリス、フィラー入りのグリス、耐熱性に優れたセラミックやフッ素樹脂の成形体により構成することにより、上述した放熱部材７０による放熱効果を適切に実現している。

また、本実施形態の圧力センサ１００およびその取付構造においては、放熱部材７０を、ケース２０の側面の全周に設けているため、ケース２０の側面周りの全方向に放熱が可能となる。もちろん、上述したように、本実施形態においては、放熱部材７０を、ケース２０の側面の一部のみに設けてもよいが、全周に設ければ、部分的に設ける場合に比べて放熱性に優れるものとなる。

（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、本実施形態の圧力センサにおけるハウジング１０のパイプ部１２の先端部の近傍部を拡大して示す概略断面図である。なお、この図３に現れていない部分では、本実施形態の圧力センサは上記第１実施形態と同様の構成であり、以下、上記第１実施形態と相違する点を中心に述べる。

上記第１実施形態では、放熱部材７０は１個のものであったが、本実施形態の圧力センサおよびこの圧力センサの取付構造においては、図３に示されるように、放熱部材７０は、ケース２０の軸方向に沿って設けられた複数個のものよりなる。図３では、２個の放熱部材７０よりなるものとしている。

これら複数個の放熱部材７０の個々のものは、上記第１実施形態と構成が同じものである。つまり、放熱部材７０が上記グリスよりなる場合には、ケース２０の側面の複数箇所に当該グリスを塗布してやればよいし、放熱部材７０がセラミックや樹脂などの成形体の場合には、上記したような嵌合や接着などにより複数個の放熱部材７０を設けることができる。

そして、複数個の放熱部材７０は、筒状のケース２０の軸方向、すなわち図３に示されるようにケース２０の長手方向（図３中の上下方向）に沿って、設けられている。ここで、隣り合う放熱部材７０同士は、図３に示される例では、隙間を空けて離れて配置されているが、互いに接触していてもかまわない。

そして、本実施形態の圧力センサおよびその取付構造によっても、上記第１実施形態と同様に、放熱部材７０による効果を発揮することができるものであり、熱による受圧用ダイアフラム１５の歪みを低減することができる。なお、本実施形態では、放熱部材７０は２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよいことはもちろんである。

（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、本実施形態の圧力センサにおけるハウジング１０のパイプ部１２の先端部の近傍部を拡大して示す概略断面図である。なお、この図４に現れていない部分では、本実施形態の圧力センサにおいても上記第１実施形態と同様の構成であり、以下、上記第１実施形態と相違する点を中心に述べる。

上記第１実施形態の圧力センサおよび取付構造においては、上記図１に示したように、放熱部材７０は、ケース２０の側面において受圧用ダイアフラム１５に接触した形で設けられていた。

それに対して、本実施形態の圧力センサおよび取付構造においては、図４に示されるように、放熱部材７０を、ケース２０の側面のうち受圧用ダイアフラム１５から離れた位置に設けている。

受圧用ダイアフラム１５は、上述したように、通常、測定環境である燃焼室２０２の雰囲気に直接さらされる位置にある。放熱部材７０を受圧用ダイアフラム１５に接触させて設けた場合、燃焼室２０２内の高温ガスによる熱が、直接、放熱部材７０に加わる可能性がある。

それに対して、本実施形態では、放熱部材７０を、受圧用ダイアフラム１５とは非接触の状態となるように受圧用ダイアフラム１５から離すことにより、放熱部材７０を測定環境である燃焼室２０２から奥まった位置に配置することができる。つまり、放熱部材７０を、高温の測定環境から比較的遠い位置に設けることができる。

そのため、放熱部材７０自体の耐熱性を、上記第１実施形態に比べて多少低いものにすることができ、放熱部材７０の材質の制約が小さくなり、放熱部材７０の材質の選択幅が広がる。

たとえば、上記実施形態では、放熱部材７０を構成する樹脂としてフッ素樹脂を採用したが、本実施形態では、これよりも耐熱性が多少劣る樹脂を採用できる可能性も出てくる。このようにして、本実施形態の圧力センサおよびその取付構造によれば、放熱部材７０の低コスト化などが期待できる。

また、本実施形態の圧力センサおよびその取付構造においては、放熱部材７０が、ケース２０の側面のうち受圧用ダイアフラム１５から離れた位置に設けられていればよいものであり、放熱部材７０は、単数でも、複数個でもよい。

（他の実施形態）
なお、放熱部材７０としては、ケース２０の側面に取り付けられて当該側面と取付穴２０１の内面との間に介在し、ケース２０からの熱を取付部材２００へ放熱できるものであればよく、上記した材質や形状以外のものであってもよい。

また、ケース２０としては、金属ステム２１とメタルパイプ２２とが接合された複数部品よりなるものでなくてもよく、筒状をなすものであれば、単一のものより構成されたものでもよい。たとえば、メタルパイプは省略して上記の金属ステム２１のみによりケース２０が構成されていてもよく、この場合には受圧用ダイアフラム１５は金属ステム２１の開口部２１ａに接合されればよい。

また、センシング部３０としては、上記したような歪みゲージ機能を有するものに限定されるものではなく、圧力伝達部材１６から伝達される圧力に応じた信号を発生するものであれば、たとえば静電容量式などであってもよい。

また、上記実施形態では、圧力伝達部材１６は棒状の部材であるが、圧力伝達部材１６の形状はこれに限定されるものではなく、たとえば球状、偏球状、鼓状などであってもよい。さらには、圧力伝達部材１６としては、ケース２０の内部に封入されたオイルなどの液体であってもよい。

また、上記実施形態では、センシング部３０と配線基板４０とが離れていたため、これら両部材３０、４０の接続はリード線やフレキシブルプリント基板などの配線部材５０により行っていたが、これら両部材３０、４０の接続はこれに限定されるものではない。

たとえば、上記図１において、圧力伝達部材１６をパイプ部１２のほぼ全体に渡る長いものとすることによって、ケース２０も長いものとし、ケース２０における金属ステム２１を、ハウジング１０の本体部１１の内部またはその近くに配置する。それによって、センシング部３０と配線基板４０とを近づけ、両者３０、４０をワイヤボンディングなどにより接続してもよい。

または、ハウジング１０の形状を変形して、パイプ部１２を極力短くするか、あるいはパイプ部１２を廃止するなどにより、センシング部３０と配線基板４０との距離を短くすることによっても、これらセンシング部３０および配線基板４０の間をボンディングワイヤなどによって接続することができる。

また、上記各実施形態では、取付部材はエンジン２００であり、圧力センサは、圧力としてエンジン２００の燃焼圧を測定する燃焼圧センサであったが、もちろん、このような場合に用途限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサの全体構成を示す概略断面図である。 図１中におけるハウジングのパイプ部の先端部の近傍部を拡大して示す概略断面図である。 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

１５…受圧用ダイアフラム、１６…圧力伝達部材、
２０…ケース、３０…センシング部、７０…放熱部材、
１００…圧力センサ、２００…取付部材としてのエンジン、
２０１…取付穴としてのエンジンのネジ穴。

Claims (12)

1. 取付部材（２００）に設けられた取付穴（２０１）に挿入されることにより前記取付部材（２００）に取り付けられる筒状をなす金属製のケース（２０）と、
   前記ケース（２０）の一端部に設けられ圧力の印加により歪む受圧用ダイアフラム（１５）と、
   前記ケース（２０）の他端部に設けられ前記圧力に応じた信号を発生するセンシング部（３０）と、
   前記ケース（２０）に収納され前記受圧用ダイアフラム（１５）からの前記圧力を前記センシング部（３０）へ伝達する圧力伝達部材（１６）とを備える圧力センサにおいて、
   前記ケース（２０）の側面には、前記ケース（２０）からの熱を前記取付部材（２００）へ放熱するための放熱部材（７０）が設けられており、
   前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の側面に付着する放熱性を有するグリスであり、
   前記グリスは、熱伝導性を有するフィラーが含まれたものであることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記フィラーは、窒化ホウ素または窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の側面の全周に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の軸方向に沿って複数個設けられて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. 前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の側面のうち前記受圧用ダイアフラム（１５）から離れた位置に設けられて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. 前記取付部材はエンジン（２００）であり、前記圧力として、前記エンジン（２００）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５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
7. 筒状をなす金属製のケース（２０）と、前記ケース（２０）の一端部に設けられ圧力の印加により歪む受圧用ダイアフラム（１５）と、前記ケース（２０）の他端部に設けられ前記圧力に応じた信号を発生するセンシング部（３０）と、前記ケース（２０）に収納され前記受圧用ダイアフラム（１５）からの前記圧力を前記センシング部（３０）へ伝達する圧力伝達部材（１６）とを有する圧力センサ（１００）を備え、
   前記圧力センサ（１００）における前記ケース（２０）を、取付部材（２００）に設けられた取付穴（２０１）に挿入することにより、前記圧力センサ（１００）を前記取付部材（２００）に取り付けてなる圧力センサの取付構造において、
   前記ケース（２０）の側面と前記取付穴（２０１）の内面との間には、前記ケース（２０）からの熱を放熱するための放熱部材（７０）が設けられており、この放熱部材（７０）を介して前記ケース（２０）と前記取付部材（２００）とが熱的に接続しており、
   前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の側面に付着する放熱性を有するグリスであり、
   前記グリスは、熱伝導性を有するフィラーが含まれたものであることを特徴とする圧力センサの取付構造。
8. 前記フィラーは、窒化ホウ素または窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサの取付構造。
9. 前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の側面の全周に設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の圧力センサの取付構造。
10. 前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の軸方向に沿って複数個設けられていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサの取付構造。
11. 前記放熱部材（７０）は、前記ケース（２０）の側面のうち前記受圧用ダイアフラム（１５）から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の圧力センサの取付構造。
12. 前記取付部材はエンジン（２００）であり、前記圧力センサ（１００）は、前記圧力として前記エンジン（２００）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７ないし１１のいずれか１つに記載の圧力センサの取付構造。

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