JP5853837B2 - Pressure sensor - Google Patents

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本願明細書に開示される技術は、圧力センサに関する。   The technology disclosed in the present specification relates to a pressure sensor.

例えば、内燃機関の燃焼圧を測定するための圧力センサの開発が進められている。特許文献1には、ハウジング内に配置された受圧ロッドを介して燃焼圧を力検知素子に伝達する圧力センサが開示されている。このような圧力センサでは、燃焼によって発生するデポジット(煤)が受圧ロッドとハウジングの間に侵入するのを防ぐために、シール構造が設けられている。特許文献1のシール構造には、受圧ロッドの外周面の溝内に嵌め込まれたO−リングが用いられている。   For example, the development of a pressure sensor for measuring the combustion pressure of an internal combustion engine is in progress. Patent Document 1 discloses a pressure sensor that transmits a combustion pressure to a force detection element via a pressure receiving rod disposed in a housing. In such a pressure sensor, a seal structure is provided in order to prevent deposit (soot) generated by combustion from entering between the pressure receiving rod and the housing. In the seal structure of Patent Document 1, an O-ring fitted into a groove on the outer peripheral surface of the pressure receiving rod is used.

特開平6−265430号公報JP-A-6-265430

特許文献1の圧力センサを製造する場合、受圧ロッドの外周面の溝内にO−リングが嵌め込まれた状態で、受圧ロッドをハウジング内に挿入する。受圧ロッドをハウジング内に円滑に挿入させるためには、O−リングに与えるシール荷重を大きく設定することができない。このような低シール荷重の状態では、受圧ロッドの外径、受圧ロッドの溝深さ、及びハウジングの内径の製造ばらつきによって、O−リングに与えられるシール荷重が大きく変動する。特に、小型化された圧力センサでは、設計寸法に対する製造ばらつきが大きくなるので、O−リングに与えられるシール荷重が大きく変動する。このため、特許文献1の圧力センサでは、シール構造の信頼性が低い。   When manufacturing the pressure sensor of Patent Document 1, the pressure receiving rod is inserted into the housing in a state where the O-ring is fitted in the groove on the outer peripheral surface of the pressure receiving rod. In order to smoothly insert the pressure receiving rod into the housing, the seal load applied to the O-ring cannot be set large. In such a low seal load state, the seal load applied to the O-ring varies greatly due to manufacturing variations in the outer diameter of the pressure receiving rod, the groove depth of the pressure receiving rod, and the inner diameter of the housing. In particular, in a miniaturized pressure sensor, the manufacturing variation with respect to the design dimension increases, so that the seal load applied to the O-ring varies greatly. For this reason, in the pressure sensor of patent document 1, the reliability of a seal structure is low.

本明細書で開示される技術は、製造ばらつきの影響を受け難いシール構造を備えた圧力センサを提供することを目的とする。   An object of the technology disclosed in this specification is to provide a pressure sensor having a seal structure that is not easily affected by manufacturing variations.

本明細書で開示される圧力センサは、ハウジングと受圧ロッドと力検知素子と第1固定部材と弾性シール部材とを備えている。ハウジングは、段差面を含む内周面を有する。ハウジングは、少なくとも一方の端部が開口する中空状である。受圧ロッドは、ハウジング内に配置され、一方の端面がハウジングの一方の端部に露出する。受圧ロッドは、軸方向においてハウジングの段差面に対向する顎部が外周面に設けられている。力検知素子は、受圧ロッドの他方の端面に対向する。第1固定部材は、ハウジングに固定され、軸方向において受圧ロッドの顎部を介してハウジングの段差面に対向する。弾性シール部材は、受圧ロッドの顎部とハウジングの段差面の間に設けられてもよく、受圧ロッドの顎部と第1固定部材の間に設けられてもよく、またそれぞれの間に設けられてもよい。本明細書で開示される圧力センサでは、第1固定部材とハウジングの段差面の間に作用する圧縮荷重によって、弾性シール部材にシール荷重が与えられる。   The pressure sensor disclosed in this specification includes a housing, a pressure receiving rod, a force detection element, a first fixing member, and an elastic seal member. The housing has an inner peripheral surface including a step surface. The housing is hollow and has at least one end opened. The pressure receiving rod is disposed in the housing, and one end face is exposed at one end of the housing. The pressure receiving rod is provided with a jaw portion on the outer peripheral surface facing the step surface of the housing in the axial direction. The force detection element faces the other end face of the pressure receiving rod. The first fixing member is fixed to the housing and faces the stepped surface of the housing through the jaw portion of the pressure receiving rod in the axial direction. The elastic seal member may be provided between the jaw portion of the pressure receiving rod and the stepped surface of the housing, may be provided between the jaw portion of the pressure receiving rod and the first fixing member, and is provided therebetween. May be. In the pressure sensor disclosed in this specification, a sealing load is applied to the elastic sealing member by a compressive load acting between the first fixing member and the stepped surface of the housing.

上記態様の圧力センサでは、弾性シール部材に与えられるシール荷重が、第1固定部材とハウジングの段差面の間に作用する圧縮荷重によって調整することができる。このため、各部材の設計寸法の製造ばらつきの影響を受け難い。上記態様の圧力センサでは、シール構造の信頼性が高い。   In the pressure sensor of the above aspect, the seal load applied to the elastic seal member can be adjusted by a compressive load acting between the first fixing member and the stepped surface of the housing. For this reason, it is hard to receive to the influence of the manufacture variation of the design dimension of each member. In the pressure sensor of the above aspect, the reliability of the seal structure is high.

第1実施例の圧力センサの概略断面図を模式的に示す。The schematic sectional drawing of the pressure sensor of 1st Example is typically shown. 受圧ロッドの顎部周辺の要部拡大図を示す。The principal part enlarged view of the jaw part periphery of a pressure receiving rod is shown. 第1実施例の圧力センサの他の一例の概略断面図を模式的に示す。The schematic sectional drawing of another example of the pressure sensor of 1st Example is typically shown. 第1実施例の圧力センサの他の一例の概略断面図を模式的に示す。The schematic sectional drawing of another example of the pressure sensor of 1st Example is typically shown. 第1実施例の圧力センサの他の一例の概略断面図を模式的に示す。The schematic sectional drawing of another example of the pressure sensor of 1st Example is typically shown.

本願明細書で開示される技術的特徴の幾つかを以下に整理して記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
(特徴1)圧力センサは、中空状のハウジングを備えていてもよい。ハウジングは、段差面を含む内周面を有していてもよい。段差面は、軸方向とは異なる方向に延びる面であり、軸方向に対して直交する方向に延びていてもよく、軸方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。段差面は、内径が小さい部分と内径が大きい部分の間に形成されてもよい。ハウジングの少なくとも一方の端部が開口していてもよい。
(特徴2)圧力センサは、ハウジング内に配置され、一方の端面がハウジングの一方の端部に露出する受圧ロッドを備えていてもよい。受圧ロッドは、軸方向においてハウジングの段差面に対向する顎部が外周面に設けられていてもよい。顎部は、段差面に対向する面を有していてもよい。特に、顎部は、段差面に対向するとともに段差面に平行な面を有していてもよい。
(特徴3)圧力センサは、受圧ロッドの他方の端面に対向する力検知素子を備えていてもよい。力検知素子は、圧縮力に応じて出力値を変動させる素子である。一例では、力検知素子には、圧電効果、ピエゾ抵抗効果、磁歪効果、容量変化、光ファイバ等の光学変化、又はメタルワイヤを利用する素子を用いることができる。
(特徴4)圧力センサは、ハウジングに固定され、軸方向においてハウジングの段差面に受圧ロッドの顎部を介して対向する第1固定部材を備えていてもよい。第1固定部材は、ハウジングの内周面に固定されてもよい。一例では、第1固定部材は、溶接、ねじ止め、かしめ、圧入、又は接着によってハウジングに固定されてもよい。
(特徴5)圧力センサは、弾性シール部材を備えていてもよい。弾性シール部材は、受圧ロッドの顎部とハウジングの段差面の間に設けられてもよく、受圧ロッドの顎部と第1固定部材の間に設けられてもよく、又はそれぞれの間に設けられてもよい。弾性シール部材は、弾性変形可能の材料であるのが望ましく、一例では、メタルシール部材、樹脂性シール部材、又はメタルと樹脂性の複合シール部材を用いることができる。なお、弾性シール部材は、受圧ロッドの顎部と第1固定部材の間に設けられているのが望ましい。受圧ロッドを介して伝達される圧力を効率的に力検知素子に伝達させることができる。
(特徴6)圧力センサでは、第1固定部材とハウジングの段差面の間に作用する圧縮荷重によって、弾性シール部材にシール荷重が与えられる。また、第1固定部材とハウジングの段差面の間に作用する圧縮荷重は、第1固定部材のハウジングに対する固定位置によって調整される。
(特徴7)第1固定部材には貫通孔が形成されていてもよい。この場合、受圧ロッドが第1固定部材の貫通孔を通るように配置されていてもよい。
(特徴8)形態7の圧力センサは、ハウジングに固定されており、軸方向において受圧ロッドの他方の端面に力検知素子を介して対向する第2固定部材をさらに備えていてもよい。この場合、第2固定部材と受圧ロッドの間に作用する圧縮荷重によって、力検知素子に予荷重が与えられる。また、第2固定部材と受圧ロッドの間に作用する圧縮荷重は、第2固定部材のハウジングに対する固定位置によって調整される。この態様の圧力センサでは、シール荷重と予荷重を異なる大きさに調整することができる。例えば、シール荷重を予荷重よりも大きく調整することができる。このため、この態様の圧力センサは、シール構造の信頼性と圧力の検出感度を両立させることができる。
Some of the technical features disclosed in the present specification are summarized below. The items described below have technical usefulness independently.
(Feature 1) The pressure sensor may include a hollow housing. The housing may have an inner peripheral surface including a step surface. The step surface is a surface extending in a direction different from the axial direction, and may extend in a direction orthogonal to the axial direction, or may extend in a direction inclined with respect to the axial direction. The step surface may be formed between a portion having a small inner diameter and a portion having a large inner diameter. At least one end of the housing may be open.
(Feature 2) The pressure sensor may be provided in the housing, and may include a pressure receiving rod having one end face exposed at one end of the housing. The pressure receiving rod may be provided on the outer peripheral surface with a jaw portion facing the step surface of the housing in the axial direction. The jaw part may have a surface facing the step surface. In particular, the jaw part may have a surface facing the step surface and parallel to the step surface.
(Feature 3) The pressure sensor may include a force detection element facing the other end surface of the pressure receiving rod. The force detection element is an element that varies the output value according to the compression force. In one example, the force sensing element can be a piezoelectric effect, a piezoresistive effect, a magnetostrictive effect, a capacitance change, an optical change such as an optical fiber, or an element using a metal wire.
(Feature 4) The pressure sensor may be provided with a first fixing member that is fixed to the housing and faces the stepped surface of the housing in the axial direction through the jaw portion of the pressure receiving rod. The first fixing member may be fixed to the inner peripheral surface of the housing. In one example, the first fixing member may be fixed to the housing by welding, screwing, caulking, press fitting, or adhesion.
(Feature 5) The pressure sensor may include an elastic seal member. The elastic seal member may be provided between the jaw portion of the pressure receiving rod and the stepped surface of the housing, may be provided between the jaw portion of the pressure receiving rod and the first fixing member, or provided between each. May be. The elastic seal member is desirably a material that can be elastically deformed. In one example, a metal seal member, a resin seal member, or a composite seal member made of metal and resin can be used. The elastic seal member is desirably provided between the jaw portion of the pressure receiving rod and the first fixing member. The pressure transmitted through the pressure receiving rod can be efficiently transmitted to the force detection element.
(Feature 6) In the pressure sensor, a sealing load is applied to the elastic seal member by a compressive load acting between the first fixing member and the stepped surface of the housing. Moreover, the compressive load which acts between the 1st fixing member and the level | step difference surface of a housing is adjusted with the fixing position with respect to the housing of a 1st fixing member.
(Characteristic 7) A through hole may be formed in the first fixing member. In this case, the pressure receiving rod may be arranged so as to pass through the through hole of the first fixing member.
(Feature 8) The pressure sensor according to the seventh aspect may be further provided with a second fixing member that is fixed to the housing and is opposed to the other end surface of the pressure receiving rod in the axial direction via a force detection element. In this case, a preload is applied to the force detection element by a compressive load acting between the second fixing member and the pressure receiving rod. Further, the compressive load acting between the second fixing member and the pressure receiving rod is adjusted by the fixing position of the second fixing member with respect to the housing. In the pressure sensor of this aspect, the seal load and the preload can be adjusted to different sizes. For example, the seal load can be adjusted to be larger than the preload. For this reason, the pressure sensor of this aspect can achieve both the reliability of the seal structure and the pressure detection sensitivity.

図1に示される圧力センサ1Aは、内燃機関の燃焼圧を測定するためのものであり、図示下側が内燃機関のシリンダ内に露出するように燃焼機関に取り付けられる。圧力センサ1Aは、ハウジング2と、受圧ロッド3と、弾性シール部材4と、第1固定部材5と、力検知素子6と、第2固定部材7と、を備えている。以下、説明の便宜の上で、図示下側を先端側といい、図示上側を後端側という。   The pressure sensor 1A shown in FIG. 1 is for measuring the combustion pressure of the internal combustion engine, and is attached to the combustion engine so that the lower side in the drawing is exposed in the cylinder of the internal combustion engine. The pressure sensor 1 </ b> A includes a housing 2, a pressure receiving rod 3, an elastic seal member 4, a first fixing member 5, a force detection element 6, and a second fixing member 7. Hereinafter, for convenience of explanation, the lower side in the figure is referred to as the front end side, and the upper side in the figure is referred to as the rear end side.

図1に示されるように、ハウジング2は、先端側と後端側の端部のそれぞれが開口しており、中空状の形態を有している。ハウジング2は、内径が小さい第1円筒部分2aと内径が大きい第2円筒部分2bを有しており、第1円筒部分2aが先端側に位置しており、第2円筒部分2bが後端側に位置している。図2に示されるように、ハウジング2の内周面は、第1円筒部分2aに対応した第1内周面21と、第2円筒部分2bに対応した第2内周面23と、第1内周面21と第2内周面23の間に位置する段差面22を有している。第1内周面21と第2内周面23は軸方向(紙面上下方向である)に対して平行に延びており、段差面22は軸方向に対して直交する方向(紙面左右方向である)に延びている。   As shown in FIG. 1, the housing 2 has a hollow shape in which both ends of the front end side and the rear end side are open. The housing 2 has a first cylindrical portion 2a having a small inner diameter and a second cylindrical portion 2b having a large inner diameter. The first cylindrical portion 2a is located on the front end side, and the second cylindrical portion 2b is on the rear end side. Is located. 2, the inner peripheral surface of the housing 2 includes a first inner peripheral surface 21 corresponding to the first cylindrical portion 2a, a second inner peripheral surface 23 corresponding to the second cylindrical portion 2b, and a first A step surface 22 is provided between the inner peripheral surface 21 and the second inner peripheral surface 23. The first inner peripheral surface 21 and the second inner peripheral surface 23 extend parallel to the axial direction (the vertical direction on the paper surface), and the step surface 22 is a direction orthogonal to the axial direction (the horizontal direction on the paper surface). ).

図1に示されるように、受圧ロッド3は、ハウジング2内に配置されており、先端側の端面がハウジング2の先端側の開口から露出している。受圧ロッド3は、概ね円柱状の形態を有しており、その外周面に顎部3aが設けられている。図2に示されるように、受圧ロッド3の顎部3aは、先端側を向く先端面31と、後端側を向く後端面33と、先端面31と後端面33の間に位置する側面32を有している。先端面31と後端面33は軸方向に対して直交する方向に延びており、側面32は軸方向に対して平行に延びている。受圧ロッド3の顎部3aの先端面31が、ハウジング2の内周面の段差面22に接触している。受圧ロッド3は、断熱性の高い材料で形成されるのが望ましい。一例では、受圧ロッド3の材料には、ジルコニア、窒化珪素等が用いられる。   As shown in FIG. 1, the pressure receiving rod 3 is disposed in the housing 2, and the end surface on the front end side is exposed from the opening on the front end side of the housing 2. The pressure receiving rod 3 has a substantially columnar shape, and a jaw portion 3a is provided on the outer peripheral surface thereof. As shown in FIG. 2, the jaw portion 3 a of the pressure receiving rod 3 includes a front end surface 31 facing the front end side, a rear end surface 33 facing the rear end side, and a side surface 32 positioned between the front end surface 31 and the rear end surface 33. have. The front end surface 31 and the rear end surface 33 extend in a direction orthogonal to the axial direction, and the side surface 32 extends in parallel to the axial direction. The distal end surface 31 of the jaw portion 3 a of the pressure receiving rod 3 is in contact with the step surface 22 on the inner peripheral surface of the housing 2. The pressure receiving rod 3 is preferably formed of a material having high heat insulation. In one example, zirconia, silicon nitride, or the like is used as the material of the pressure receiving rod 3.

図1に示されるように、弾性シール部材4は、第1固定部材5と受圧ロッド3の顎部3aの間に配置されており、第1固定部材5と受圧ロッド3の顎部3aの双方に接触している。弾性シール部材4は、弾性変形可能な材料であり、第1固定部材5と受圧ロッド3の間の隙間を塞ぐように設けられている。この例では、弾性シール部材4にメタルCリングが用いられており、その材料にはステンレスが用いられている。また、弾性シール部材4のシール開口部が外側を向いている。この例に代えて、弾性シール部材4には、メタルEリング、メタルOリング、又は樹脂性のシール部材を用いてもよい。   As shown in FIG. 1, the elastic seal member 4 is disposed between the first fixing member 5 and the jaw portion 3 a of the pressure receiving rod 3, and both the first fixing member 5 and the jaw portion 3 a of the pressure receiving rod 3. Touching. The elastic seal member 4 is an elastically deformable material and is provided so as to close the gap between the first fixing member 5 and the pressure receiving rod 3. In this example, a metal C ring is used for the elastic seal member 4, and stainless steel is used as the material thereof. Further, the seal opening of the elastic seal member 4 faces outward. Instead of this example, the elastic seal member 4 may be a metal E ring, a metal O ring, or a resin seal member.

図1に示されるように、第1固定部材5は、ハウジング2内に配置されており、貫通孔5aを有するリング状の形態を有している。第1固定部材5は、受圧ロッド3の顎部3aを介してハウジング2の段差面に対向している。この例では、第1固定部材5の材料にステンレスが用いられている。また、第1固定部材5は、ハウジング2の第2円筒部分2bに溶接部分5Wによって固定されている。溶接部分5Wは、ハウジング2の外周面側からのレーザ溶接によって形成することができる。   As shown in FIG. 1, the first fixing member 5 is disposed in the housing 2 and has a ring shape having a through hole 5 a. The first fixing member 5 faces the stepped surface of the housing 2 through the jaw portion 3 a of the pressure receiving rod 3. In this example, stainless steel is used as the material of the first fixing member 5. The first fixing member 5 is fixed to the second cylindrical portion 2b of the housing 2 by a welded portion 5W. The welded portion 5W can be formed by laser welding from the outer peripheral surface side of the housing 2.

図1に示されるように、力検知素子6は、受圧ロッド3の後端側の端面と第2固定部材7の間に配置されており、受圧ロッド3の後端側の端面と第2固定部材7の双方に接触している。力検知素子6は、印加される荷重の変化に依存した出力値を提供するものである。この例では、力検知素子6に、ピエゾ抵抗効果を利用する半導体圧力センサが用いられている。   As shown in FIG. 1, the force detection element 6 is disposed between the end surface on the rear end side of the pressure receiving rod 3 and the second fixing member 7, and the end surface on the rear end side of the pressure receiving rod 3 and the second fixing member 7. Both members 7 are in contact. The force detection element 6 provides an output value depending on a change in applied load. In this example, a semiconductor pressure sensor using a piezoresistance effect is used for the force detection element 6.

図1に示されるように、第2固定部材7は、ハウジング2内に配置されており、一部に貫通孔7aを有する円盤状の形態を有している。第2固定部材7は、ハウジング2の第2円筒部分2bに溶接部分7Wによって固定されている。溶接部分7Wは、ハウジング2の外周面側からのレーザ溶接によって形成することができる。第2固定部材7に形成されている貫通孔7aには、力検知素子6に電気的に接続される配線(図示せず)が配設される。   As shown in FIG. 1, the second fixing member 7 is disposed in the housing 2 and has a disk shape having a through hole 7 a in part. The second fixing member 7 is fixed to the second cylindrical portion 2b of the housing 2 by a welded portion 7W. The welded portion 7 </ b> W can be formed by laser welding from the outer peripheral surface side of the housing 2. A wiring (not shown) that is electrically connected to the force detection element 6 is disposed in the through hole 7 a formed in the second fixing member 7.

次に、圧力センサ1Aの組み立て工程を説明する。まず、ハウジング2の後端側から受圧ロッド3、弾性シール部材4、及び第1固定部材5を挿入する。第1固定部材5を先端側に向けて押圧し、弾性シール部材4に所望のシール荷重が与えられる位置において、レーザ溶接を用いて第1固定部材5をハウジング2に対して固定する。次に、ハウジング2の後端側から力検知素子6及び第2固定部材7を挿入する。第2固定部材7を先端側に向けて押圧し、力検知素子6に所望の予荷重が与えられる位置において、レーザ溶接を用いて第2固定部材7をハウジング2に対して固定する。   Next, the assembly process of the pressure sensor 1A will be described. First, the pressure receiving rod 3, the elastic seal member 4, and the first fixing member 5 are inserted from the rear end side of the housing 2. The first fixing member 5 is pressed toward the distal end side, and the first fixing member 5 is fixed to the housing 2 using laser welding at a position where a desired sealing load is applied to the elastic seal member 4. Next, the force detection element 6 and the second fixing member 7 are inserted from the rear end side of the housing 2. The second fixing member 7 is pressed toward the distal end side, and the second fixing member 7 is fixed to the housing 2 using laser welding at a position where a desired preload is applied to the force detection element 6.

次に、圧力センサ1Aの動作を説明する。受圧ロッド3の先端側の端面に燃焼圧が加わると、受圧ロッド3がハウジング2内を後端側に向けて数μm程度変位する。受圧ロッド3が後端側に変位すると、その変位に基づいて力検知素子6に圧縮力が加わる。力検知素子6に圧縮力が伝達されると、ピエゾ抵抗効果によって力検知素子6の電気抵抗値が変化し、力検知素子6の出力値が変化する。この出力値の変化は、配線(図示せず)を介して外部回路に提供され、必要な処理に用いられる。   Next, the operation of the pressure sensor 1A will be described. When combustion pressure is applied to the end face on the front end side of the pressure receiving rod 3, the pressure receiving rod 3 is displaced about several μm toward the rear end side in the housing 2. When the pressure receiving rod 3 is displaced to the rear end side, a compressive force is applied to the force detection element 6 based on the displacement. When compressive force is transmitted to the force detection element 6, the electric resistance value of the force detection element 6 changes due to the piezoresistance effect, and the output value of the force detection element 6 changes. This change in output value is provided to an external circuit via wiring (not shown) and used for necessary processing.

以下、圧力センサ1Aの特徴及び変形例を説明する。
(1)圧力センサ1Aでは、燃焼によって生成するデポジット(煤)が受圧ロッド3とハウジング2の間に侵入するのを弾性シール部材4によって防止されている。弾性シール部材4は、デポジット(煤)がハウジング2内の後端側にまで拡散するのを防止する。特に、圧力センサ1Aは、弾性シール部材4に与えられるシール荷重が、第1固定部材5とハウジング2の段差面の間に作用する圧縮荷重によって調整可能であることを特徴とする。このため、弾性シール部材4に与えられるシール荷重は、各部材の設計寸法の製造ばらつきの影響を受けない。圧力センサ1Aでは、シール構造の信頼性が高い。
Hereinafter, features and modifications of the pressure sensor 1A will be described.
(1) In the pressure sensor 1 </ b> A, the elastic seal member 4 prevents a deposit (soot) generated by combustion from entering between the pressure receiving rod 3 and the housing 2. The elastic seal member 4 prevents the deposit (gutter) from diffusing to the rear end side in the housing 2. In particular, the pressure sensor 1 </ b> A is characterized in that the seal load applied to the elastic seal member 4 can be adjusted by a compressive load acting between the first fixing member 5 and the stepped surface of the housing 2. For this reason, the seal load applied to the elastic seal member 4 is not affected by manufacturing variations in the design dimensions of each member. In the pressure sensor 1A, the reliability of the seal structure is high.

(2)圧力センサ1Aでは、第1固定部材5を押圧して弾性シール部材4に与えるシール荷重を調整することが可能であり、さらに、第2固定部材7を押圧して力検知素子6に与える予荷重を調整することが可能であることを特徴とする。このため、シール荷重と予荷重を異なる大きさに調整することができる。この結果、圧力センサ1Aでは、シール構造の信頼性と圧力の検出感度を両立させることができる。 (2) In the pressure sensor 1A, it is possible to adjust the seal load applied to the elastic seal member 4 by pressing the first fixing member 5, and further pressing the second fixing member 7 to the force detection element 6. The preload to be applied can be adjusted. For this reason, the seal load and the preload can be adjusted to different sizes. As a result, the pressure sensor 1A can achieve both the reliability of the seal structure and the pressure detection sensitivity.

(3)圧力センサ1Aでは、受圧ロッド3の顎部3aとハウジング2の段差面が接触しており、この接触部分にも荷重が加えられていることを特徴とする。このため、燃焼によって生成するデポジット(煤)は、この接触部分においても侵入が防止されている。このため、弾性シール部材4がデポジット(煤)に直接的に曝されることが抑制されており、弾性シール部材4の耐久性が向上する。すなわち、圧力センサ1Aでは、2重のシール構造が構成されており、シール構造の信頼性が高い。 (3) The pressure sensor 1A is characterized in that the jaw portion 3a of the pressure receiving rod 3 and the stepped surface of the housing 2 are in contact with each other, and a load is also applied to this contact portion. For this reason, the deposit (soot) generated by combustion is prevented from entering even at the contact portion. For this reason, it is suppressed that the elastic seal member 4 is directly exposed to the deposit (煤), and the durability of the elastic seal member 4 is improved. That is, in the pressure sensor 1A, a double seal structure is configured, and the reliability of the seal structure is high.

(4)圧力センサ1Aでは、弾性シール部材4にメタルCリングが用いられており、そのシール開口部が高圧側を向いていることを特徴とする。このため、弾性シール部材4のシール性が高い。 (4) The pressure sensor 1A is characterized in that a metal C ring is used for the elastic seal member 4 and the seal opening portion faces the high pressure side. For this reason, the sealing performance of the elastic seal member 4 is high.

(5)圧力センサ1Aでは、弾性シール部材4が受圧ロッド3の顎部3aと第1固定部材5の間に設けられていることを特徴とする。弾性シール部材4のばね定数は小さいので、受圧ロッド3に加えられる燃焼圧の多くは、力検知素子6に伝達される。圧力センサ1Aは、高いシール性と高い圧力検出感度を両立させることができる。 (5) The pressure sensor 1A is characterized in that the elastic seal member 4 is provided between the jaw portion 3a of the pressure receiving rod 3 and the first fixing member 5. Since the spring constant of the elastic seal member 4 is small, most of the combustion pressure applied to the pressure receiving rod 3 is transmitted to the force detection element 6. The pressure sensor 1A can achieve both high sealing performance and high pressure detection sensitivity.

(6)図3に示される変形例の圧力センサ1Bは、受圧ロッド3の顎部3aとハウジング2の段差面がテーパ状に加工されていることを特徴とする。この場合、受圧ロッド3をハウジング2内の所定位置に容易に収容することができる。 (6) The pressure sensor 1B of the modified example shown in FIG. 3 is characterized in that the jaw 3a of the pressure receiving rod 3 and the stepped surface of the housing 2 are processed into a tapered shape. In this case, the pressure receiving rod 3 can be easily accommodated in a predetermined position in the housing 2.

(7)図4に示される変形例の圧力センサ1Cは、弾性シール部材14が受圧ロッド3の顎部3aとハウジング2の段差面の間に設けられていることを特徴とする。この場合、弾性シール部材14のシール開口部が内側(すなわち、高圧側)を向いている。このため、弾性シール部材14のシール性が高い。 (7) The pressure sensor 1 </ b> C of the modification shown in FIG. 4 is characterized in that the elastic seal member 14 is provided between the jaw portion 3 a of the pressure receiving rod 3 and the stepped surface of the housing 2. In this case, the seal opening of the elastic seal member 14 faces inward (that is, the high pressure side). For this reason, the sealing performance of the elastic seal member 14 is high.

(8)図5に示される変形例の圧力センサ1Dは、受圧ロッド3の上下に2つの弾性シール部材4,14が設けられていることを特徴とする。この場合、上述した弾性シール部材4,14の特徴の双方を具備することができる。 (8) The pressure sensor 1D of the modification shown in FIG. 5 is characterized in that two elastic seal members 4 and 14 are provided above and below the pressure receiving rod 3. In this case, both of the features of the elastic seal members 4 and 14 described above can be provided.

(9)圧力センサ1A,1B,1C,1Dではいずれも、第1固定部材5及び第2固定部材7が溶接によって固定されているが、この例に代えて、ねじ止め、かしめ、圧入、接着等によって固定されてもよい。 (9) In each of the pressure sensors 1A, 1B, 1C, 1D, the first fixing member 5 and the second fixing member 7 are fixed by welding, but instead of this example, screwing, caulking, press fitting, adhesion Or the like.

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.

1A,1B,1C,1D:圧力センサ
2:ハウジング
2a:第1円筒部分
2b:第2円筒部分
3:受圧ロッド
3a:顎部
4,14:弾性シール部材
5:第1固定部材
6:力検知素子
7:第2固定部材
1A, 1B, 1C, 1D: Pressure sensor 2: Housing 2a: First cylindrical portion 2b: Second cylindrical portion 3: Pressure receiving rod 3a: Jaw portion 4, 14: Elastic seal member 5: First fixing member 6: Force detection Element 7: second fixing member

Claims (4)

段差面を含む内周面を有し、少なくとも一方の端部が開口する中空状のハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、一方の端面が前記ハウジングの前記一方の端部に露出し、軸方向において前記ハウジングの前記段差面に対向する顎部が外周面に設けられている受圧ロッドと、
前記受圧ロッドの他方の端面に対向する力検知素子と、
前記ハウジングに固定され、前記軸方向において前記受圧ロッドの前記顎部を介して前記ハウジングの前記段差面に対向する第1固定部材と、
記受圧ロッドの前記顎部と前記第1固定部材の間設けられる弾性シール部材と、を備えており、
前記受圧ロッドの前記顎部と前記ハウジングの前記段差面が接触しており、
前記第1固定部材と前記ハウジングの前記段差面の間に作用する圧縮荷重によって、前記弾性シール部材にシール荷重が与えられる圧力センサ。
A hollow housing having an inner peripheral surface including a stepped surface and having at least one end opened;
A pressure receiving rod disposed in the housing, with one end surface exposed at the one end portion of the housing, and a jaw portion facing the step surface of the housing in the axial direction provided on the outer peripheral surface;
A force detection element facing the other end face of the pressure receiving rod;
A first fixing member fixed to the housing and facing the stepped surface of the housing through the jaw portion of the pressure receiving rod in the axial direction;
Equipped with an elastic sealing member provided between the jaw of the front Symbol pressure receiving rod the first fixing member,
The jaw portion of the pressure receiving rod is in contact with the stepped surface of the housing;
A pressure sensor in which a seal load is applied to the elastic seal member by a compressive load acting between the first fixing member and the stepped surface of the housing.
前記受圧ロッドの前記顎部と前記ハウジングの前記段差面がテーパ状に加工されている請求項1に記載の圧力センサ。The pressure sensor according to claim 1, wherein the jaw portion of the pressure receiving rod and the stepped surface of the housing are processed into a tapered shape. 前記第1固定部材には貫通孔が形成されており、
前記受圧ロッドが、前記第1固定部材の前記貫通孔を通るように配置されている請求項1又は2に記載の圧力センサ。
A through hole is formed in the first fixing member,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure receiving rod is disposed so as to pass through the through hole of the first fixing member.
前記ハウジングに固定されており、前記軸方向において前記力検知素子を介して前記受圧ロッドの前記他方の端面に対向する第2固定部材をさらに備えており、
前記第2固定部材と前記受圧ロッドの間に作用する圧縮荷重によって、前記力検知素子に予荷重が与えられる請求項3に記載の圧力センサ。
A second fixing member fixed to the housing and facing the other end face of the pressure receiving rod via the force detection element in the axial direction;
The pressure sensor according to claim 3, wherein a preload is applied to the force detection element by a compressive load acting between the second fixing member and the pressure receiving rod.
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