JP5651064B2

JP5651064B2 - Pressure sensor

Info

Publication number: JP5651064B2
Application number: JP2011082798A
Authority: JP
Inventors: 水野　健太朗; 健太朗水野; 橋本　昭二; 昭二橋本; 久幸竹内; 伊藤　治; 治伊藤
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: JP2012220201A

Description

本願は、圧力センサに関する。 The present application relates to a pressure sensor.

図１０に、従来の圧力センサ５００の断面図を示す。この圧力センサ５００は、取付ネジ５２１、接触部５２１ａ、プッシュロッド５２２、センシング部５２３、固定ネジ５２３ａ、ダイアフラム５２４、圧力伝達部材５２５、圧電素子５２６、上部固定ネジ５２７、シール部材５２８、を備えている。なお、図示下側が先端側、図示上側が後端側である。センシング部５２３は、シール部材５２８を介して、固定ネジ５２３ａの締め付け力によって接触部５２１ａのみで、取付ネジ５２１に接触固定されている。プッシュロッド５２２はダイアフラム５２４に溶接等の方法で接続されており、その側面は取付ネジ５２１の内周面に接触しているが固定されてはいない。すなわちプッシュロッド５２２は、印加圧力に応じて軸方向に移動できる構造となっており、ダイアフラム５２４に確実に圧力を伝達できる。さらに、センシング部５２３に構成されたダイアフラム５２４の内側には、圧力伝達部材５２５が接触している。圧力伝達部材５２５のダイアフラム５２４と反対側には、圧電素子５２６が位置している。 FIG. 10 shows a cross-sectional view of a conventional pressure sensor 500. The pressure sensor 500 includes a mounting screw 521, a contact portion 521a, a push rod 522, a sensing portion 523, a fixing screw 523a, a diaphragm 524, a pressure transmission member 525, a piezoelectric element 526, an upper fixing screw 527, and a seal member 528. Yes. The lower side in the figure is the front end side, and the upper side in the figure is the rear end side. The sensing part 523 is fixed to the mounting screw 521 through the seal member 528 only by the contact part 521a by the fastening force of the fixing screw 523a. The push rod 522 is connected to the diaphragm 524 by welding or the like, and its side surface is in contact with the inner peripheral surface of the mounting screw 521 but is not fixed. That is, the push rod 522 has a structure that can move in the axial direction according to the applied pressure, and can reliably transmit the pressure to the diaphragm 524. Further, the pressure transmission member 525 is in contact with the inside of the diaphragm 524 formed in the sensing unit 523. A piezoelectric element 526 is located on the opposite side of the pressure transmission member 525 from the diaphragm 524.

圧力センサ５００では、被測定領域内に生じた圧力変動によってプッシュロッド５２２に印加された圧力は、正確にダイアフラム５２４に伝達され、さらに圧力伝達部材５２５によって圧電素子５２６に伝達される。これにより、プッシュロッド５２２に加えられた圧力の大きさを検知することができる。 In the pressure sensor 500, the pressure applied to the push rod 522 due to the pressure fluctuation generated in the measurement area is accurately transmitted to the diaphragm 524 and further transmitted to the piezoelectric element 526 by the pressure transmission member 525. Thereby, the magnitude of the pressure applied to the push rod 522 can be detected.

図１１に、従来の圧力センサ６００の断面図を示す。この圧力センサ６００は、ケース６０２と、受圧伝達部材６０３と、Ｏ−リング６０４と、連結ネジ６０５と、ケーブル６０６と、固定部材６０７と、固定ネジ６０８と、２枚の圧電素子６０９、６１０と、電極板６１１と、ブッシュ６１２とを備えている。なお、図示下側が先端側、図示上側が後端側である。各圧電素子６０９、６１０を介在させた状態で、連結ネジ６０５によって、受圧伝達部材６０３が固定部材６０７に固定されている。受圧伝達部材６０３は、上端側が太径部６２４に形成されるとともに、下端側がケース６０２の細径孔６２２より少し小さい径を持つ細径部６２５に形成された円柱状の部材である。受圧伝達部材６０３は、ケース６０２内に上下動自在に収納される。また、Ｏ−リング６０４は、受圧伝達部材６０３の下端側に形成された周溝６２６内に填込まれている。Ｏ−リング６０４によって、受圧伝達部材６０３の細径部６２５と、ケース６０２の細径孔６２２との間の隙間から、被測定領域６２７側の燃焼ガス等が入り込まないように密封されている。 FIG. 11 shows a cross-sectional view of a conventional pressure sensor 600. The pressure sensor 600 includes a case 602, a pressure receiving transmission member 603, an O-ring 604, a connection screw 605, a cable 606, a fixing member 607, a fixing screw 608, two piezoelectric elements 609 and 610, The electrode plate 611 and the bush 612 are provided. The lower side in the figure is the front end side, and the upper side in the figure is the rear end side. The pressure receiving transmission member 603 is fixed to the fixing member 607 by a connecting screw 605 with the piezoelectric elements 609 and 610 interposed. The pressure receiving transmission member 603 is a columnar member that is formed on the large diameter portion 624 on the upper end side and on the small diameter portion 625 having a diameter slightly smaller than the small diameter hole 622 of the case 602 on the lower end side. The pressure receiving transmission member 603 is accommodated in the case 602 so as to be movable up and down. The O-ring 604 is inserted into a circumferential groove 626 formed on the lower end side of the pressure receiving transmission member 603. The O-ring 604 is sealed so that the combustion gas or the like on the measured region 627 side does not enter from a gap between the small diameter portion 625 of the pressure receiving transmission member 603 and the small diameter hole 622 of the case 602.

圧力センサ６００では、被測定領域６２７の圧力が上昇すると、受圧伝達部材６０３が上方に付勢されて、２枚の圧電素子６０９、６１０を圧縮する。これによって、各圧電素子６０９、６１０は圧縮の応力に比例した電荷を発生し、発生電荷が電極板６１１を通してケーブル６０６から外部に出力される。これにより、受圧伝達部材６０３に加えられた圧力の大きさを検知することができる。 In the pressure sensor 600, when the pressure in the measurement region 627 increases, the pressure receiving transmission member 603 is biased upward to compress the two piezoelectric elements 609 and 610. As a result, the piezoelectric elements 609 and 610 generate charges proportional to the compressive stress, and the generated charges are output from the cable 606 to the outside through the electrode plate 611. Thereby, the magnitude of the pressure applied to the pressure receiving transmission member 603 can be detected.

特開平３−１８５３２６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-185326 特開平６−２６５４３０号公報JP-A-6-265430

図１０に示す圧力センサ５００では、プッシュロッド５２２の外周面と取付ネジ５２１の内周面との間には、僅かながら隙間が形成されている。そして、プッシュロッド５２２の先端部がエンジン燃焼室内に備えられている場合には、燃焼によるデポジット（煤）が当該隙間に侵入するおそれがある。この場合、デポジットによって、プッシュロッド５２２と取付ネジ５２１とが固着されてしまうことがある。すると、プッシュロッド５２２の変位が妨げられてしまうため、圧力の検出感度が低下してしまう事態や、圧力の測定をすることができなくなってしまうという事態が発生しうる。 In the pressure sensor 500 shown in FIG. 10, a slight gap is formed between the outer peripheral surface of the push rod 522 and the inner peripheral surface of the mounting screw 521. And when the front-end | tip part of the push rod 522 is provided in the engine combustion chamber, there exists a possibility that the deposit (soot) by combustion may penetrate | invade into the said clearance gap. In this case, the push rod 522 and the mounting screw 521 may be fixed due to the deposit. Then, since the displacement of the push rod 522 is hindered, a situation where the pressure detection sensitivity is lowered or a situation where the pressure cannot be measured may occur.

また、図１１に示す圧力センサ６００では、Ｏ−リング６０４から先端側の領域では、受圧伝達部材６０３の外周面と細径孔６２２の内周面との間には、僅かながら隙間が形成されている。すると、デポジット等が当該隙間に侵入した場合には、受圧伝達部材６０３とケース６０２とが固着されてしまうことがある。従って、受圧伝達部材６０３の変位が妨げられてしまうため、圧力の検出感度が低下してしまうなどの事態が発生しうる。 In the pressure sensor 600 shown in FIG. 11, a slight gap is formed between the outer peripheral surface of the pressure receiving transmission member 603 and the inner peripheral surface of the small-diameter hole 622 in the region on the tip side from the O-ring 604. ing. Then, when a deposit or the like enters the gap, the pressure receiving transmission member 603 and the case 602 may be fixed. Therefore, since the displacement of the pressure receiving transmission member 603 is hindered, a situation such as a decrease in pressure detection sensitivity may occur.

本願では、安定して正確な圧力測定を行うことが可能な圧力センサを実現することを目的とする。 It is an object of the present application to realize a pressure sensor that can stably and accurately measure pressure.

本明細書によって開示される圧力センサは、ハウジングと、受圧ピンと、力検知素子と、充填部材を備えている。ハウジングは、その先端面に開口している案内孔を備えている。受圧ピンは、案内孔内に変位可能に配置されている。力検知素子は、ハウジング内部のうち受圧ピンよりもハウジング後端側であって、受圧ピンの後端面と対向する位置に配置されている。充填部材は、受圧ピンおよびハウジングに比してばね定数が小さい部材であり、受圧ピンと案内孔との間に受圧ピンの外周面を取り囲んで配置されている。充填部材の先端面は、ハウジングの先端面または受圧ピンの先端面のうちハウジング後端側に位置している面に対して、同一面内またはハウジング先端側に位置している。 The pressure sensor disclosed by this specification is provided with the housing, the pressure receiving pin, the force detection element, and the filling member. The housing is provided with a guide hole that is open at a front end surface thereof. The pressure receiving pin is disposed in the guide hole so as to be displaceable. The force detection element is disposed on the housing rear end side with respect to the pressure receiving pin inside the housing and at a position facing the rear end surface of the pressure receiving pin. The filling member is a member having a smaller spring constant than the pressure receiving pin and the housing, and is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the pressure receiving pin between the pressure receiving pin and the guide hole. The front end surface of the filling member is located in the same plane or the front end side of the housing with respect to the front end surface of the housing or the front end surface of the pressure receiving pin that is positioned on the rear end side of the housing.

この圧力センサでは、圧力が受圧ピンの先端に加えられると、受圧ピンが後端側に変位する。受圧ピンが後端側に変位すると、その変位による圧縮力が受圧ピンと対向する位置にある力検知素子に加えられる。これにより、受圧ピンの先端に加えられた圧力の大きさを、力検知素子によって測定することができる。 In this pressure sensor, when pressure is applied to the tip of the pressure receiving pin, the pressure receiving pin is displaced to the rear end side. When the pressure receiving pin is displaced to the rear end side, a compressive force due to the displacement is applied to the force detection element at a position facing the pressure receiving pin. Thereby, the magnitude of the pressure applied to the tip of the pressure receiving pin can be measured by the force detection element.

また、この圧力センサでは、充填部材が、受圧ピンと案内孔との間に、受圧ピンの外周面を取り囲んで配置されている。そして、ハウジングの先端面が受圧ピンの先端面よりもハウジング後端側に位置している場合（すなわち、受圧ピンの先端面がハウジングの先端面に対して飛び出している場合）には、充填部材の先端面は、ハウジングの先端面と同一面内となるか、ハウジングの先端面から突起した状態とされる。また、受圧ピンの先端面がハウジングの先端面よりもハウジング後端側に位置している場合（すなわち、受圧ピンの先端面がハウジングの先端面に対して引っ込んでいる場合）には、充填部材の先端面は、受圧ピンの先端面と同一面内となるか、受圧ピンの先端面から突起した状態とされる。よって、ハウジングの先端面において、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間に形成されている隙間に、必ず充填部材を配置することができる。これにより、当該隙間に、各種の異物が侵入することを防止することができる。よって、異物によって受圧ピンとハウジングとが固着されてしまう事態を防止できるため、安定して正確な圧力測定を行うことが可能となる。 In this pressure sensor, the filling member is arranged between the pressure receiving pin and the guide hole so as to surround the outer peripheral surface of the pressure receiving pin. When the front end surface of the housing is located closer to the rear end side of the housing than the front end surface of the pressure receiving pin (that is, when the front end surface of the pressure receiving pin protrudes from the front end surface of the housing), the filling member The front end surface of the housing is in the same plane as the front end surface of the housing or is projected from the front end surface of the housing. Further, when the front end surface of the pressure receiving pin is located on the housing rear end side with respect to the front end surface of the housing (that is, when the front end surface of the pressure receiving pin is retracted with respect to the front end surface of the housing), the filling member The front end surface of the pressure receiving pin is in the same plane as the front end surface of the pressure receiving pin or is projected from the front end surface of the pressure receiving pin. Therefore, the filling member can be surely disposed in the gap formed between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole on the front end surface of the housing. Thereby, various foreign substances can be prevented from entering the gap. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the pressure receiving pin and the housing are fixed due to the foreign matter, so that stable and accurate pressure measurement can be performed.

また、充填部材は、受圧ピンおよびハウジングに比してばね定数が小さい部材である。すなわち充填部材は、受圧ピンおよびハウジングよりも弾性変形しやすい特性を有している。すると、受圧ピンの外周面と充填部材との隙間や、充填部材と案内孔の内周面との隙間に異物が侵入し、受圧ピンとハウジングとが充填部材を介して固着した場合においても、充填部材が受圧ピンの軸方向に弾性変形するため、受圧ピンが案内孔内で変位することが妨げられない。すなわち、充填部材が弾性変形することによって、受圧ピンが変位することが担保される。これにより、安定して正確な圧力測定を行うことが可能となる。 The filling member is a member having a smaller spring constant than the pressure receiving pin and the housing. That is, the filling member has a characteristic that it is more easily elastically deformed than the pressure receiving pin and the housing. Then, even if foreign matter enters the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the filling member or the gap between the filling member and the inner peripheral surface of the guide hole, the filling is performed even when the pressure receiving pin and the housing are fixed via the filling member. Since the member is elastically deformed in the axial direction of the pressure receiving pin, it is not hindered that the pressure receiving pin is displaced in the guide hole. That is, it is ensured that the pressure receiving pin is displaced by the elastic deformation of the filling member. This makes it possible to perform stable and accurate pressure measurement.

上記の圧力センサでは、充填部材は、受圧ピンの外周面を取り囲む筒形状を有していてもよい。例えば、液状またはゲル状またはゴム状の部材を、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間の隙間に充填したり、硬化する場合には、気泡が発生し、この気泡部に各種の異物が侵入するおそれがある。一方、本圧力センサによると、充填部材が受圧ピンの外周面を取り囲む筒形状であるため、充填部材を予め固体で形成しておくことができる。よって、気泡が発生することを防止できるため、充填性の向上を図ることができる。 In the above pressure sensor, the filling member may have a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the pressure receiving pin. For example, when a liquid, gel, or rubber-like member is filled in the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole, or is cured, bubbles are generated, and this bubble portion There is a risk of various foreign objects entering. On the other hand, according to the present pressure sensor, since the filling member has a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the pressure receiving pin, the filling member can be formed in advance in solid form. Therefore, it is possible to prevent the generation of bubbles, so that the filling property can be improved.

また、充填部材は、受圧ピンの外周面を取り囲んでいるため、受圧ピンの中心軸が案内孔の中心位置からずれてしまうことを防止できる。これにより、充填部材に、受圧ピンを案内孔内に配置する際の位置出し機能を持たせることができる。また充填部材により、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面が、直接に接触してしまうことを防止できる。これにより、直接接触により摩擦が増大してしまう事態を防止できるため、受圧ピンの変位をよりスムーズにすることができ、より正確な圧力測定を行うことが可能となる。 Further, since the filling member surrounds the outer peripheral surface of the pressure receiving pin, it is possible to prevent the center axis of the pressure receiving pin from being displaced from the center position of the guide hole. As a result, the filling member can have a positioning function when the pressure receiving pin is disposed in the guide hole. The filling member can prevent the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole from coming into direct contact. As a result, it is possible to prevent a situation in which friction increases due to direct contact, so that the pressure receiving pin can be displaced more smoothly, and more accurate pressure measurement can be performed.

上記の圧力センサでは、充填部材は、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間に隙間なく配置されており、受圧ピンが案内孔内で変位することに応じて弾性変形するとされていてもよい。これらの態様によると、受圧ピンは、案内孔との間のシール状態を保持しながら案内孔内を変位することが可能となる。よって、充填部材にシール機能を持たせることができる。これにより、シール機能を有する部材を、ハウジング内に別途配置する必要を無くすことができる。 In the above pressure sensor, the filling member is disposed without a gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole, and is elastically deformed in response to the displacement of the pressure receiving pin within the guide hole. It may be. According to these aspects, the pressure receiving pin can be displaced in the guide hole while maintaining a sealed state between the pressure receiving pin and the guide hole. Therefore, the filling member can have a sealing function. Thereby, it is possible to eliminate the need to separately arrange a member having a sealing function in the housing.

上記の圧力センサでは、受圧ピンの後端側に、受圧ピンの外周面から突起している突起部を備え、充填部材の後端面が突起部に接していてもよい。これらの態様によると、突起部によって、充填部材のハウジングの後端側への移動が規制される。よって、高い圧力が充填部材の先端面にかかる場合においても、充填部材がハウジングの後端側へ移動してしまうことが防止できる。これにより、ハウジングの先端面において、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間に形成されている隙間に、必ず充填部材が配置されている状態を維持することができる。 In the above pressure sensor, a protruding portion protruding from the outer peripheral surface of the pressure receiving pin may be provided on the rear end side of the pressure receiving pin, and the rear end surface of the filling member may be in contact with the protruding portion. According to these aspects, the movement of the filling member toward the rear end side of the housing is restricted by the protrusion. Therefore, even when a high pressure is applied to the front end surface of the filling member, the filling member can be prevented from moving to the rear end side of the housing. As a result, it is possible to maintain the state in which the filling member is always disposed in the gap formed between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole on the front end surface of the housing.

上記の圧力センサでは、充填部材は、受圧ピンの外周面または案内孔の内周面の少なくとも一部に、膜状に付着して形成されていてもよい。例えば、受圧ピンの外周面または案内孔の内周面に、充填部材をコーティングする形態であってもよい。これにより、液状またはゲル状またはゴム状の部材を用いたり、硬化する場合などに比して、気泡を発生しにくくすることができるため、充填性の向上を図ることができる。また、圧力センサの組み立て時において、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間の隙間に筒形状の充填部材を挿入する、という工程を省略することができる。これにより、圧力センサの組み立て容易性を、より高めることができる。さらに、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間の隙間に気泡が生じてしまうような液状またはゲル状またはゴム状の部材を利用したり、硬化させたりすることができる。 In the above pressure sensor, the filling member may be formed in a film form on at least a part of the outer peripheral surface of the pressure receiving pin or the inner peripheral surface of the guide hole. For example, the filling member may be coated on the outer peripheral surface of the pressure receiving pin or the inner peripheral surface of the guide hole. Thereby, compared with the case where a liquid or gel-like or rubber-like member is used or cured, it is possible to make it difficult for bubbles to be generated, so that the filling property can be improved. In addition, when assembling the pressure sensor, it is possible to omit the step of inserting the cylindrical filling member into the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole. Thereby, the assembly ease of a pressure sensor can be improved more. Furthermore, a liquid, gel-like or rubber-like member that causes bubbles to be generated in the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole can be used or cured.

本願によれば、安定して正確な圧力測定を行うことが可能な圧力センサを提供することが可能となる。 According to the present application, it is possible to provide a pressure sensor capable of performing stable and accurate pressure measurement.

第１実施例の圧力センサの断面図を示す。Sectional drawing of the pressure sensor of 1st Example is shown. 第１実施例の充填部材の斜視図を示す。The perspective view of the filling member of 1st Example is shown. 第１実施例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。The elements on larger scale of the front-end | tip part of the housing of 1st Example are shown. 第１実施例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。The elements on larger scale of the front-end | tip part of the housing of 1st Example are shown. 第１実施例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。The elements on larger scale of the front-end | tip part of the housing of 1st Example are shown. 第２実施例の圧力センサの断面図を示す。Sectional drawing of the pressure sensor of 2nd Example is shown. 第３実施例の圧力センサの断面図を示す。Sectional drawing of the pressure sensor of 3rd Example is shown. 第３実施例の充填部材の斜視図を示す。The perspective view of the filling member of 3rd Example is shown. 変形例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。The partial enlarged view of the front-end | tip part of the housing of a modification is shown. 従来の圧力センサの断面図を示す。Sectional drawing of the conventional pressure sensor is shown. 従来の圧力センサの断面図を示す。Sectional drawing of the conventional pressure sensor is shown.

以下に説明する実施例の主要な特徴を整理しておく。
（特徴１）受圧ピンの先端面に、シール膜が成膜されている。
（特徴２）Ｏ−リングが受圧ピンの外周面に配置されている。充填部材の後端面がＯ−リングに接している。 The main features of the embodiment described below are organized.
(Feature 1) A seal film is formed on the tip surface of the pressure receiving pin.
(Feature 2) An O-ring is disposed on the outer peripheral surface of the pressure receiving pin. The rear end surface of the filling member is in contact with the O-ring.

（第１実施例）
図１に、第１実施例の圧力センサ１００を示す。圧力センサ１００は、ハウジング１０８、検知部ケース１０６、密封端子１１０、力検知素子１１６、受圧ピン１３２、充填部材１４０、シール膜１４１、等を備えている。なお、図示下側が先端側、図示上側が後端側である。以下の第１〜第３実施例の圧力センサは、エンジンのシリンダ内部に設けられ、その内部の圧力を検知する筒内圧センサ等に有意義に用いることができる。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a pressure sensor 100 of the first embodiment. The pressure sensor 100 includes a housing 108, a detection unit case 106, a sealing terminal 110, a force detection element 116, a pressure receiving pin 132, a filling member 140, a seal film 141, and the like. The lower side in the figure is the front end side, and the upper side in the figure is the rear end side. The pressure sensors of the following first to third embodiments can be meaningfully used as an in-cylinder pressure sensor or the like that is provided inside an engine cylinder and detects the pressure inside the cylinder.

ハウジング１０８は略筒状に形成されている。ハウジング１０８は、その先端面１０８ｃに開口している案内孔１２８ａが形成されている。案内孔１２８ａ内には、円柱状の受圧ピン１３２が配置されている。また、受圧ピン１３２は、先端面（受圧面）１３２ｃに所定の圧力が加えられると、案内孔１２８ａ内を後端側へ向けて数μｍ程度変位するように配置されている。なお、受圧ピン１３２は、金属でも良いが、断熱性の高い材料で形成すると、ハウジング内の温度をより減じることができる。材料の例としては、ジルコニアや窒化珪素等が挙げられる。 The housing 108 is formed in a substantially cylindrical shape. The housing 108 is formed with a guide hole 128a that is open at the distal end surface 108c thereof. A cylindrical pressure receiving pin 132 is disposed in the guide hole 128a. Further, the pressure receiving pin 132 is disposed so as to be displaced about several μm toward the rear end side in the guide hole 128a when a predetermined pressure is applied to the front end surface (pressure receiving surface) 132c. The pressure receiving pin 132 may be a metal, but if it is made of a highly heat insulating material, the temperature in the housing can be further reduced. Examples of the material include zirconia and silicon nitride.

図２に、充填部材１４０の斜視図を示す。図２に示すように、充填部材１４０は中空の筒形状を有している。充填部材１４０は、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に挿入されることで、受圧ピン１３２の外周面を取り囲んで配置される。また、充填部材１４０によって、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間が塞がれる。なお、充填部材１４０の内径Ｄ１は、充填部材１４０内に受圧ピン１３２を挿入できるように、受圧ピン１３２の外径との関係で定めればよい。また、充填部材１４０の外径Ｄ２は、案内孔１２８ａ内に充填部材１４０を挿入できるように、案内孔１２８ａの内径との関係で定めればよい。また、充填部材１４０の厚さｔ１は、充填部材１４０の挿入し易さと、充填部材１４０による気密性とのバランスを考慮して定めればよい。厚さｔ１を厚くするほど気密性が高くなるが、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に充填部材１４０を挿入しにくくなる。 FIG. 2 is a perspective view of the filling member 140. As shown in FIG. 2, the filling member 140 has a hollow cylindrical shape. The filling member 140 is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 by being inserted into the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a. Further, the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a is closed by the filling member 140. The inner diameter D1 of the filling member 140 may be determined in relation to the outer diameter of the pressure receiving pin 132 so that the pressure receiving pin 132 can be inserted into the filling member 140. The outer diameter D2 of the filling member 140 may be determined in relation to the inner diameter of the guide hole 128a so that the filling member 140 can be inserted into the guide hole 128a. The thickness t1 of the filling member 140 may be determined in consideration of the balance between the ease of insertion of the filling member 140 and the airtightness of the filling member 140. The thicker the thickness t1, the higher the airtightness. However, it becomes difficult to insert the filling member 140 into the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a.

また、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃよりも、ハウジング後端側（図１において上側）に位置している。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃに対して引っ込んでいる。そして充填部材１４０の先端面１４０ｃは、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃと同一面内となっている。 Further, the front end surface 132c of the pressure receiving pin 132 is located on the rear end side of the housing (upper side in FIG. 1) than the front end surface 108c of the housing 108. That is, the tip surface 132 c of the pressure receiving pin 132 is retracted with respect to the tip surface 108 c of the housing 108. The distal end surface 140 c of the filling member 140 is in the same plane as the distal end surface 132 c of the pressure receiving pin 132.

なお、図３に示すハウジング１０８の先端部分の部分拡大図のように、充填部材１４０の先端面１４０ｃは、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに対してハウジング先端側（図３において下側）に突起していてもよい。なお、図３では、シール膜１４１の記載を省略している。 3, the front end surface 140c of the filling member 140 protrudes toward the front end side of the housing (lower side in FIG. 3) with respect to the front end surface 132c of the pressure receiving pin 132. You may do it. In FIG. 3, the sealing film 141 is not shown.

充填部材１４０は、受圧ピン１３２およびハウジング１０８に比してばね定数が小さい部材である。すなわち充填部材１４０は、受圧ピン１３２およびハウジング１０８よりも弾性変形しやすい特性を有している。なお、ここで用いている「ばね定数」は、圧縮力に対する変形の場合のヤング率（縦弾性係数）、および、せん断力に対する変形の場合の剛性率（横弾性係数）を含んだ概念である。よって、受圧ピン１３２およびハウジング１０８の縦弾性係数に比して、充填部材１４０の横弾性係数が小さい場合も含まれる。なお、弾性係数が大きくなるほど、部材は力に対して変形しにくくなる。 The filling member 140 is a member having a smaller spring constant than the pressure receiving pin 132 and the housing 108. That is, the filling member 140 has a characteristic that it is more easily elastically deformed than the pressure receiving pin 132 and the housing 108. The “spring constant” used here is a concept including a Young's modulus (longitudinal elastic modulus) in the case of deformation against a compressive force and a rigidity modulus (lateral elastic modulus) in the case of deformation against a shearing force. . Therefore, the case where the transverse elastic modulus of the filling member 140 is smaller than the longitudinal elastic modulus of the pressure receiving pin 132 and the housing 108 is also included. In addition, a member becomes difficult to deform | transform with respect to force, so that an elasticity coefficient becomes large.

充填部材１４０の材料は、耐熱性を有する弾性体であることが好ましい。充填部材１４０の材料の一例としては、ポリイミド系、ポリイミドアミド系、テフロン（登録商標）、エポキシ系、シリコーン系、フッ化物系、などが挙げられる。なお、耐熱性として２５０℃以上が望ましいため、充填部材１４０の材料としては、ポリイミド、ポリイミドアミド、テフロンを用いることが好ましい。 The material of the filling member 140 is preferably an elastic body having heat resistance. Examples of the material of the filling member 140 include polyimide, polyimide amide, Teflon (registered trademark), epoxy, silicone, and fluoride. Since heat resistance is preferably 250 ° C. or higher, it is preferable to use polyimide, polyimide amide, or Teflon as the material of the filling member 140.

受圧ピン１３２の後端面１３２ａ側には、受圧ピン１３２の外周面から突起している突起部１３２ｅが形成されている。また、充填部材１４０の後端面１４０ａが、突起部１３２ｅに当接している。これらの態様によると、突起部１３２ｅによって、充填部材１４０のハウジング１０８の後端側への移動が規制される。よって、高い圧力が充填部材１４０の先端面１４０ｃにかかる場合においても、充填部材１４０がハウジング１０８の後端側へ移動してしまうことが防止できる。 On the rear end surface 132a side of the pressure receiving pin 132, a protruding portion 132e protruding from the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 is formed. Further, the rear end surface 140a of the filling member 140 is in contact with the protruding portion 132e. According to these aspects, the protrusion 132e restricts the movement of the filling member 140 toward the rear end side of the housing 108. Therefore, even when a high pressure is applied to the front end surface 140 c of the filling member 140, the filling member 140 can be prevented from moving to the rear end side of the housing 108.

また、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに、シール膜１４１を成膜しても良い。これにより、圧力センサ１００のシール性をより強化することができる。 Further, the seal film 141 may be formed on the tip surface 132 c of the pressure receiving pin 132. Thereby, the sealing performance of the pressure sensor 100 can be further enhanced.

ハウジング１０８の内周面および検知部ケース１０６の外周面には、ねじ切り加工がなされている。検知部ケース１０６は、ハウジング１０８にねじ込まれることで固定されている。また、検知部ケース１０６の内周面および密封端子１１０の外周面にも、ねじ切り加工がなされている。密封端子１１０は、検知部ケース１０６にねじ込まれることで固定されている。 The inner peripheral surface of the housing 108 and the outer peripheral surface of the detection unit case 106 are threaded. The detection unit case 106 is fixed by being screwed into the housing 108. Further, the inner peripheral surface of the detection unit case 106 and the outer peripheral surface of the sealing terminal 110 are also threaded. The sealing terminal 110 is fixed by being screwed into the detection unit case 106.

力検知素子１１６は、ハウジング１０８の内部のうち、受圧ピン１３２よりも後端側に収容されている。また力検知素子１１６は、受圧ピン１３２の後端面１３２ａと対向する位置に配置されている。そして、力検知素子１１６の頂面１１６ａは、受圧ピン１３２の後端面１３２ａに接触している。力検知素子１１６の下面は、密封端子１１０の先端面１１０ｄに取付けられ、固定されている。密封端子１１０には貫通孔１１０ｂが形成されている。この貫通孔１１０ｂ内には接続線１１２が伸びている。接続線１１２は力検知素子１１６の電極（不図示）に電気的に接続されている。 The force detection element 116 is accommodated in the housing 108 on the rear end side of the pressure receiving pin 132. The force detection element 116 is disposed at a position facing the rear end surface 132a of the pressure receiving pin 132. The top surface 116 a of the force detection element 116 is in contact with the rear end surface 132 a of the pressure receiving pin 132. The lower surface of the force detection element 116 is attached and fixed to the distal end surface 110d of the sealing terminal 110. A through hole 110 b is formed in the sealing terminal 110. A connecting line 112 extends into the through hole 110b. The connection line 112 is electrically connected to an electrode (not shown) of the force detection element 116.

第１実施例の圧力センサ１００の組み立て工程を説明する。まず、ハウジング１０８の後端側から、受圧ピン１３２を挿入する。次に、検知部ケース１０６および力検知素子１１６を、ハウジング１０８内部にねじ込む。このねじ込みは、力検知素子１１６の頂面１１６ａと、受圧ピン１３２の後端面１３２ａが接触するまで行われる。ねじ込みによって、力検知素子１１６が押圧される。また、ねじ込み工程では、力検知素子１１６への予荷重の調整が行われる。その後、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に、ハウジング１０８の先端側から、充填部材１４０を挿入する。そして必要に応じて、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに、シール膜１４１を成膜する。シール膜１４１の成膜は、液状の原材料を滴下、またはゲル状の原材料を塗布することで行われる。その後、圧力センサ１００を加熱することで、シール膜１４１が硬化する。これにより、圧力センサ１００が完成する。 An assembly process of the pressure sensor 100 of the first embodiment will be described. First, the pressure receiving pin 132 is inserted from the rear end side of the housing 108. Next, the detection unit case 106 and the force detection element 116 are screwed into the housing 108. This screwing is performed until the top surface 116a of the force detection element 116 comes into contact with the rear end surface 132a of the pressure receiving pin 132. The force detection element 116 is pressed by screwing. In the screwing process, the preload applied to the force detection element 116 is adjusted. Thereafter, the filling member 140 is inserted into the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a from the front end side of the housing. If necessary, a seal film 141 is formed on the tip surface 132c of the pressure receiving pin 132. The sealing film 141 is formed by dropping a liquid raw material or applying a gel raw material. Thereafter, the pressure sensor 100 is heated to cure the seal film 141. Thereby, the pressure sensor 100 is completed.

第１実施例の圧力センサ１００の動作を説明する。図１に示す受圧ピン１３２の先端面（受圧面）１３２ｃに圧力が加えられると（例えばエンジンのシリンダ内や、爆発成形時や花火打上げ時）、受圧ピン１３２が案内孔１２８ａ内を後端側に数μｍ程度変位する。このとき、案内孔１２８ａと受圧ピン１３２の隙間に配置されている充填部材１４０は、受圧ピン１３２の変位に応じてせん断変形するため、受圧ピン１３２の変位が妨げられることはない。 The operation of the pressure sensor 100 of the first embodiment will be described. When pressure is applied to the front end surface (pressure receiving surface) 132c of the pressure receiving pin 132 shown in FIG. 1 (for example, in the engine cylinder or during explosion molding or fireworks launch), the pressure receiving pin 132 passes through the guide hole 128a on the rear end side. Is displaced by several μm. At this time, since the filling member 140 disposed in the gap between the guide hole 128a and the pressure receiving pin 132 undergoes shear deformation in accordance with the displacement of the pressure receiving pin 132, the displacement of the pressure receiving pin 132 is not hindered.

受圧ピン１３２が後端側に変位すると、その変位による圧縮力は、力検知素子１１６に伝達される。力検知素子１１６に所定の圧縮力が伝達されると、圧電効果やピエゾ抵抗効果によって、圧縮力による歪み量に応じて力検知素子１１６の発生電荷量や電気抵抗値が変化する。受圧ピン１３２の先端に加えられた圧力の大きさが所定の範囲内の場合、その圧力の大きさと力検知素子１１６の電気的な変化量はほぼ比例する。このため、力検知素子１１６の電気的な変化量を検知することで、力検知素子１１６に加えられた圧縮力の大きさを精度良く検知できる。このため、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに加えられた圧力の大きさを精度良く検知できる。 When the pressure receiving pin 132 is displaced to the rear end side, the compressive force due to the displacement is transmitted to the force detection element 116. When a predetermined compressive force is transmitted to the force detection element 116, the amount of electric charge generated and the electric resistance value of the force detection element 116 change according to the amount of strain due to the compressive force due to the piezoelectric effect or the piezoresistive effect. When the magnitude of the pressure applied to the tip of the pressure receiving pin 132 is within a predetermined range, the magnitude of the pressure and the amount of electrical change of the force detection element 116 are substantially proportional. For this reason, the magnitude of the compressive force applied to the force detection element 116 can be accurately detected by detecting the electrical change amount of the force detection element 116. For this reason, the magnitude of the pressure applied to the tip surface 132c of the pressure receiving pin 132 can be detected with high accuracy.

第１実施例に係る圧力センサ１００の効果を説明する。例として、圧力センサ１００を、エンジンのシリンダ内部の筒内圧センサに用いる場合を説明する。この場合、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との隙間に、燃焼によるデポジット（煤）が侵入する。すると、デポジットによって受圧ピン１３２とハウジング１０８とが固着されてしまい、安定して正確な圧力測定を行うことができなくなる場合がある。 The effect of the pressure sensor 100 according to the first embodiment will be described. As an example, a case where the pressure sensor 100 is used as an in-cylinder pressure sensor inside an engine cylinder will be described. In this case, a deposit (soot) due to combustion enters the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 and the inner peripheral surface of the guide hole 128a. Then, the pressure receiving pin 132 and the housing 108 are fixed due to the deposit, and it may be impossible to perform stable and accurate pressure measurement.

そこで、例えば、液状の原材料（例：耐熱性のシリコーン系塗料やポリイミドワニスなど）を当該隙間に充填した上で熱硬化させ、当該隙間を塞ぐ方法がある。しかし、熱硬化によって原材料の体積が減少するため、硬化物内に気泡が発生する。すると、隙間部分には高い圧力がかかるため気泡がつぶれ、硬化物の表面がハウジング１０８の後端側に押しやられる。よって図４に示すように、硬化物１５０の先端面１５０ｃが、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃから後退してしまう。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃ（受圧面）側から圧力センサを観測した場合に、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間が、硬化物によって完全に埋められていない状態となってしまう。すると、埋められていない隙間部分にデポジット１５１が侵入し、受圧ピン１３２とハウジング１０８とが固着されてしまう。なお、図４では、シール膜１４１の記載を省略している。また、硬化時に体積がほとんど減少しないゲル状の原材料（耐熱のフッ素ゴムやシリコーンゴム等）を充填する場合も、気泡を含まないようにすることは、極めて困難なこととなる。 Therefore, for example, there is a method of filling the gap with a liquid raw material (eg, heat-resistant silicone-based paint or polyimide varnish) and then closing the gap. However, since the volume of the raw material is reduced by thermosetting, bubbles are generated in the cured product. Then, since high pressure is applied to the gap portion, the bubbles are crushed and the surface of the cured product is pushed to the rear end side of the housing 108. Therefore, as shown in FIG. 4, the distal end surface 150 c of the cured product 150 is retracted from the distal end surface 132 c of the pressure receiving pin 132. That is, when the pressure sensor is observed from the front end surface 132c (pressure receiving surface) side of the pressure receiving pin 132, the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a is not completely filled with the cured product. End up. Then, the deposit 151 enters the gap portion that is not filled, and the pressure receiving pin 132 and the housing 108 are fixed. In FIG. 4, the sealing film 141 is not shown. In addition, even when a gel-like raw material (heat-resistant fluororubber, silicone rubber, etc.) whose volume hardly decreases at the time of curing is filled, it is extremely difficult to prevent bubbles from being contained.

一方、第１実施例に係る圧力センサ１００では、図１に示すように、充填部材１４０の先端面１４０ｃは、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃと同一面内に位置している。よって、ハウジング１０８の先端領域において、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に、必ず充填部材１４０を配置した状態とすることができる。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃ側から圧力センサ１００を観測した場合に、当該隙間が充填部材１４０によって完全に埋められている状態とすることができる。また、図２に示すように、充填部材１４０は、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間に挿入することが可能な中空の筒形状を有しているため、充填部材を予め固体で形成しておくことができる。よって、液状やゲル状の原材料を用いる場合のように、気泡が発生してしまうことを防止できるため、充填部材１４０の先端面１４０ｃが、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃから後退してしまうことを防止できる。よって、隙間が充填部材１４０によって完全に埋められている状態を確実に維持することができる。以上より、デポジットが受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間に侵入することを防止することができるため、受圧ピン１３２とハウジング１０８とが固着されてしまう事態を防止できる。 On the other hand, in the pressure sensor 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the front end surface 140 c of the filling member 140 is located in the same plane as the front end surface 132 c of the pressure receiving pin 132. Therefore, the filling member 140 can always be placed in the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a in the distal end region of the housing 108. That is, when the pressure sensor 100 is observed from the front end surface 132 c side of the pressure receiving pin 132, the gap can be completely filled with the filling member 140. As shown in FIG. 2, the filling member 140 has a hollow cylindrical shape that can be inserted into the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a. Can be formed. Therefore, as in the case of using a liquid or gel-like raw material, it is possible to prevent bubbles from being generated, so that the front end surface 140c of the filling member 140 is retracted from the front end surface 132c of the pressure receiving pin 132. Can be prevented. Therefore, the state in which the gap is completely filled with the filling member 140 can be reliably maintained. As described above, the deposit can be prevented from entering the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a, so that the pressure receiving pin 132 and the housing 108 can be prevented from being fixed.

また、圧力センサ１００では、充填部材１４０は、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との間に隙間なく配置されている。そして、受圧ピン１３２が案内孔１２８ａ内で変位することに応じて、充填部材１４０はせん断変形するため、受圧ピン１３２の変位は阻害されない。これにより、受圧ピン１３２は、案内孔１２８ａとの間のシール状態を保持しながら案内孔１２８ａ内を変位することが可能となる。よって、充填部材１４０にシール機能を持たせることができる。これにより、シール機能を有する部材（Ｏ−リングやダイアフラム等）を、ハウジング１０８内に別途配置する必要を無くすことができる。 Further, in the pressure sensor 100, the filling member 140 is disposed without a gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 and the inner peripheral surface of the guide hole 128a. Since the filling member 140 undergoes shear deformation in response to the displacement of the pressure receiving pin 132 within the guide hole 128a, the displacement of the pressure receiving pin 132 is not hindered. As a result, the pressure receiving pin 132 can be displaced in the guide hole 128a while maintaining a sealed state between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a. Therefore, the filling member 140 can have a sealing function. Thereby, it is possible to eliminate the need for separately disposing a member having a sealing function (such as an O-ring and a diaphragm) in the housing 108.

また、図５に示すように、受圧ピン１３２の外周面と充填部材１４０との隙間１６０や、充填部材１４０と案内孔１２８ａの内周面との隙間１６１に、デポジット１５１が侵入し、受圧ピン１３２とハウジング１０８とが充填部材１４０を介して固着している場合を考える。なお、図５では、シール膜１４１の記載を省略している。この場合においても、充填部材１４０が受圧ピン１３２の軸方向（図５の上下方向）にせん断変形するため、受圧ピン１３２が案内孔１２８ａ内で変位することが妨げられない。すなわち、受圧ピン１３２の変位が、充填部材１４０がせん断変形することによって担保される。これにより、安定して正確な圧力測定を行うことが可能となる。 Further, as shown in FIG. 5, the deposit 151 enters the gap 160 between the outer circumferential surface of the pressure receiving pin 132 and the filling member 140 and the gap 161 between the filling member 140 and the inner circumferential surface of the guide hole 128a. Consider a case where 132 and the housing 108 are fixed to each other through the filling member 140. In FIG. 5, the seal film 141 is not shown. Even in this case, since the filling member 140 is shear-deformed in the axial direction of the pressure receiving pin 132 (the vertical direction in FIG. 5), the displacement of the pressure receiving pin 132 within the guide hole 128a is not hindered. That is, the displacement of the pressure receiving pin 132 is ensured by the shear deformation of the filling member 140. This makes it possible to perform stable and accurate pressure measurement.

また、充填部材１４０は、受圧ピン１３２の外周面を取り囲んでいるため、受圧ピン１３２の中心軸が案内孔１２８ａの中心位置からずれてしまうことを防止できる。これにより、充填部材１４０に、受圧ピン１３２を案内孔１２８ａ内に配置する際の位置出し機能を持たせることができる。 Further, since the filling member 140 surrounds the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132, the center axis of the pressure receiving pin 132 can be prevented from being shifted from the center position of the guide hole 128a. Thereby, the filling member 140 can have a positioning function when the pressure receiving pin 132 is disposed in the guide hole 128a.

また充填部材１４０により、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面が、直接に接触してしまうことを防止できる。これにより、直接接触により摩擦が増大してしまう事態を防止できるため、受圧ピン１３２の変位をよりスムーズにすることができ、より正確な圧力測定を行うことが可能となる。 Further, the filling member 140 can prevent the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 and the inner peripheral surface of the guide hole 128a from coming into direct contact. As a result, it is possible to prevent a situation in which friction increases due to direct contact, so that the displacement of the pressure receiving pin 132 can be made smoother and more accurate pressure measurement can be performed.

（第２実施例）
図６に、第２実施例の圧力センサ２００を示す。圧力センサ２００は、Ｏ−リング２１０を備える。Ｏ−リング２１０は、受圧ピン１３２の上端側に形成された周溝１３２ｆ内に填込まれている。Ｏ−リング２１０によって、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間から、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃ側の燃焼ガス等が、ハウジング１０８の内部に入り込まないようにシールされている。また、充填部材１４０の後端面１４０ｂが、Ｏ−リング２１０に当接している。よって、Ｏ−リング２１０によって、充填部材１４０のハウジング１０８の後端側への移動が規制される。すなわちＯ−リング２１０は、充填部材１４０の移動規制部としても機能する。なお、圧力センサ２００のその他の構成は、第１実施例に示す圧力センサ１００（図１）と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 (Second embodiment)
FIG. 6 shows a pressure sensor 200 according to the second embodiment. The pressure sensor 200 includes an O-ring 210. The O-ring 210 is inserted into a circumferential groove 132 f formed on the upper end side of the pressure receiving pin 132. The O-ring 210 is sealed so that combustion gas or the like on the tip end surface 132 c side of the pressure receiving pin 132 does not enter the inside of the housing 108 from the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128 a. Further, the rear end surface 140 b of the filling member 140 is in contact with the O-ring 210. Therefore, the movement of the filling member 140 toward the rear end side of the housing 108 is restricted by the O-ring 210. That is, the O-ring 210 also functions as a movement restricting portion for the filling member 140. Since the other configuration of the pressure sensor 200 is the same as that of the pressure sensor 100 (FIG. 1) shown in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

第２実施例の圧力センサ２００によると、充填部材１４０およびＯ−リング２１０の両方によってシールが行われているため、センサの気密性をより高めることが可能となる。 According to the pressure sensor 200 of the second embodiment, since the sealing is performed by both the filling member 140 and the O-ring 210, the airtightness of the sensor can be further improved.

（第３実施例）
図７に、第３実施例の圧力センサ３００を示す。圧力センサ２００は、Ｏ−リング３１０、ダイアフラム３１１、充填部材３４０を備える。図８に、充填部材３４０の斜視図を示す。図８に示すように、充填部材３４０は中空の筒形状を有している。また、充填部材３４０の一端には、その外周面から突起している突起部３４０ｅが形成されている。 (Third embodiment)
FIG. 7 shows a pressure sensor 300 of the third embodiment. The pressure sensor 200 includes an O-ring 310, a diaphragm 311, and a filling member 340. FIG. 8 shows a perspective view of the filling member 340. As shown in FIG. 8, the filling member 340 has a hollow cylindrical shape. Further, at one end of the filling member 340, a protruding portion 340e protruding from the outer peripheral surface is formed.

図７に示すように、充填部材３４０は、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に挿入されることで、受圧ピン１３２の外周面を取り囲んで配置されている。また、充填部材３４０の突起部３４０ｅが、ハウジング１０８の内壁面１０８ａに当接している。Ｏ−リング３１０は、検知部ケース３０６の先端面３０６ｃと、ハウジング１０８の内壁面１０８ａとによって挟み込まれるように配置されている。ダイアフラム３１１は、力検知素子１１６の頂面１１６ａと、受圧ピン１３２の後端面１３２ａとによって挟み込まれるように配置されている。なお、圧力センサ３００のその他の構成は、第１実施例に示す圧力センサ１００（図１）と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 As shown in FIG. 7, the filling member 340 is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 by being inserted into the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128 a. Further, the protrusion 340 e of the filling member 340 is in contact with the inner wall surface 108 a of the housing 108. The O-ring 310 is disposed so as to be sandwiched between the front end surface 306 c of the detection unit case 306 and the inner wall surface 108 a of the housing 108. The diaphragm 311 is disposed so as to be sandwiched between the top surface 116 a of the force detection element 116 and the rear end surface 132 a of the pressure receiving pin 132. Since the other configuration of the pressure sensor 300 is the same as that of the pressure sensor 100 (FIG. 1) shown in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

第３実施例の圧力センサ３００によると、充填部材３４０の突起部３４０ｅが内壁面１０８ａに当接することで、充填部材３４０のハウジング１０８の先端側（図７の下側）への移動が規制される。よって、充填部材３４０が、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間から、ハウジング１０８の先端側へ抜けしまう事態を防止することができる。また、充填部材３４０およびダイアフラム３１１の両方によってシールが行われているため、センサの気密性をより高めることが可能となる。 According to the pressure sensor 300 of the third embodiment, the protrusion 340e of the filling member 340 comes into contact with the inner wall surface 108a, so that the movement of the filling member 340 to the front end side (lower side in FIG. 7) is restricted. The Therefore, it is possible to prevent the filling member 340 from coming out to the front end side of the housing 108 from the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a. In addition, since sealing is performed by both the filling member 340 and the diaphragm 311, it is possible to further improve the airtightness of the sensor.

以上、本願の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 As mentioned above, although the specific example of this application was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

充填部材を、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との隙間に配置する方法には、各種の方法が存在する。例えば、充填部材は、受圧ピン１３２の外周面、または、案内孔１２８ａの内周面の少なくとも一方に、膜状に付着して形成されていてもよい。すなわち、受圧ピンの外周面または案内孔１２８ａの内周面の少なくとも一方に、充填部材をコーティングする形態であってもよい。これにより、圧力センサの組み立て時において、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との隙間に筒形状の充填部材を挿入する、という工程を省略することができる。よって、圧力センサの組み立て容易性を、より高めることができる。また、コーティングを行う工法では、液状の原材料を隙間に充填する工法に比して、形成過程における充填部材の大気への開放面積が大きいため、充填部材中での気泡の発生を抑えることができる。よって、センサの使用中に、充填部材１４０の先端面１４０ｃが受圧ピン１３２の先端面１３２ｃから後退してしまうことが防止されるため、隙間が充填部材によって完全に埋められている状態を確実に維持することができる。また、充填部材やコーティングを利用することで、受圧ピンの表面や案内孔の内周面の表面粗さが悪化しても、充填部材やコーティング膜が粗面を緩和する効果が得られる。粗面は、前述の気密性、ロッドの中心出し、ロッドと案内孔の接触に関係する。 There are various methods for disposing the filling member in the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 and the inner peripheral surface of the guide hole 128a. For example, the filling member may be formed in a film form on at least one of the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 or the inner peripheral surface of the guide hole 128a. That is, the filling member may be coated on at least one of the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole 128a. Thereby, at the time of assembling the pressure sensor, the step of inserting the cylindrical filling member into the gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin 132 and the inner peripheral surface of the guide hole 128a can be omitted. Therefore, the ease of assembly of the pressure sensor can be further enhanced. Moreover, in the method of coating, since the open area to the atmosphere of the filling member in the forming process is large compared to the method of filling the liquid raw material into the gap, generation of bubbles in the filling member can be suppressed. . Therefore, since the front end surface 140c of the filling member 140 is prevented from retracting from the front end surface 132c of the pressure receiving pin 132 during use of the sensor, it is ensured that the gap is completely filled with the filling member. Can be maintained. Moreover, even if the surface roughness of the surface of the pressure receiving pin or the inner peripheral surface of the guide hole is deteriorated by using the filling member or the coating, the effect of the filling member or the coating film relaxing the rough surface can be obtained. The rough surface is related to the above-mentioned airtightness, centering of the rod, and contact between the rod and the guide hole.

なお、図９に示すハウジング１０８の先端部分の部分拡大図のように、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃよりも、ハウジング先端側（図９において下側）に位置していてもよい。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃに対して突出していてもよい。この場合は、充填部材１４０の先端面１４０ｃは、ハウジング１０８の先端面１０８ｃと同一面内とされるか、先端面１０８ｃよりもハウジング先端側に位置させればよい。これにより、ハウジング１０８の先端面において、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に、必ず充填部材１４０を配置することができる。 9, the distal end surface 132c of the pressure receiving pin 132 is positioned closer to the distal end side of the housing (lower side in FIG. 9) than the distal end surface 108c of the housing 108. It may be. That is, the tip surface 132 c of the pressure receiving pin 132 may protrude from the tip surface 108 c of the housing 108. In this case, the front end surface 140c of the filling member 140 may be in the same plane as the front end surface 108c of the housing 108, or may be positioned closer to the front end of the housing than the front end surface 108c. As a result, the filling member 140 can always be disposed in the gap between the pressure receiving pin 132 and the guide hole 128a on the front end surface of the housing.

１００、２００、３００：圧力センサ
１０８：ハウジング
１１０：密封端子
１１６：力検知素子
１２８ａ：案内孔
１３２：受圧ピン
１４０：充填部材 100, 200, 300: Pressure sensor 108: Housing 110: Sealing terminal 116: Force detection element 128a: Guide hole 132: Pressure receiving pin 140: Filling member

Claims

A housing, a pressure receiving pin, a force detection element, and a filling member;
The housing includes a guide hole that is open at a front end surface thereof;
The pressure receiving pin is disposed in the guide hole so as to be displaceable,
The force detection element is disposed on the housing rear end side with respect to the pressure receiving pin inside the housing and at a position facing the rear end surface of the pressure receiving pin,
The filling member is a member having a smaller spring constant than the pressure receiving pin and the housing, and is disposed so as to surround an outer peripheral surface of the pressure receiving pin between the pressure receiving pin and the guide hole,
The front end surface of the filling member is located in the same plane or the front end side of the housing with respect to the front end surface of the housing or the front end surface of the pressure receiving pin that is positioned on the rear end side of the housing .
On the rear end side of the pressure receiving pin, provided with a protruding portion protruding from the outer peripheral surface of the pressure receiving pin,
A pressure sensor, wherein a rear end surface of the filling member is in contact with the protrusion .

The pressure sensor according to claim 1, wherein the filling member has a cylindrical shape surrounding an outer peripheral surface of the pressure receiving pin.

The filling member is disposed without a gap between the outer peripheral surface of the pressure receiving pin and the inner peripheral surface of the guide hole,
The pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the pressure receiving pin is elastically deformed in response to displacement in the guide hole.

The filling member is at least a portion of the inner peripheral surface of the outer peripheral surface or the guide hole of the pressure receiving pin, any one of claims 1, characterized in that it is formed by adhering a film-like 3 The pressure sensor described in 1.