JP5978073B2 - 燃焼圧センサ - Google Patents

Description

本発明は圧力センサに関し、詳しくは内燃機関の燃焼室に装着され、燃焼室内の圧力を検出できる燃焼圧センサに関する。

従来、内燃機関に装着されて燃焼室内の圧力を検出する装置として圧電素子を圧力検出部に使用した装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載された従来の圧力センサについて説明する。尚、理解し易いように発明の主旨を外さない範囲において、部品名称を本願にそろえている。特許文献１に記載の燃焼圧センサは、ハウジングの先端部に、球状突起を有する金属性のダイアフラムを配設し、ダイアフラムの球状突起と圧力検出部との間に、セラミックス製などの応力集中を緩和させる圧力伝達部材を入れて検出部の変形や破壊を防ぐ構成となっている。

また、特許文献２に記載の燃焼圧センサは、筒状のハウジングの前端面にダイアフラムが固定され、ダイアフラムはハウジングの前端面に固定されるフランジ部と、フランジの内周縁に沿って設けられたダイアフラム部と、ダイアフラムに連結する圧力伝達部とから構成されている。また、圧力伝達部はダイアフラムに連結する側の面が、圧力検出部に当接する側の面よりも縮径して形成されていて、圧電素子の破損を防止し燃焼圧を的確に圧力検出部に伝達する構成になっている。

特開２００１−７４５８２号公報 （図２） 特開２００９−１１５６７４公報 （図１）

内燃機関の燃焼工程において、ノッキングなどが発生した場合に、異常燃焼とともに過大な圧力変動が発生する。しかしながら、特許文献１に記載された従来の燃焼圧センサでは、過大な圧力変動が発生したときに、ダイアフラムの球状先端を有する突起部と圧力伝達部材との当接部でバウンスが発生し、当接部が摩耗し、信頼性のある圧力信号を得られなくなるという懸念がある。又、検出素子には感度および直線性を高めるために予め定められた荷重（予荷重）をかけておく必要があるが、従来例では、ダイアフラムが予荷重を与える機能を有している。そのため、ダイアフラムにとって燃焼圧を受圧するために必要な剛性以上の剛性を必要とし、高精度の圧力信号を得られないという懸念があった。

また、特許文献２に記載された従来の燃焼圧センサの構造において、ダイアフラムはダイアフラム部と圧力伝達部が一体構成になっていて圧力伝達部が広い面積で圧電素子に当接する構成になっている。しかしながら従来例は、ダイアフラムが予荷重を与える機能を有している。そのため、ダイアフラムにとって燃焼圧を受圧するために必要な剛性以上の剛性を必要とし、高精度の圧力信号を得られないという懸念があった。

（発明の目的）
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決しようとするものであり、ダイアフラムの受圧感度を向上させ、且つ、ダイアフラムと圧力伝達部材との当接部におけるバウンスと摩耗を防止し、高精度で高信頼性の圧力信号を得られる燃焼圧センサを提供することにある。

本発明における燃焼圧センサの構成は下記の通りである。
燃焼室内の燃焼圧を受けて電気信号を発生させる圧力検出部と、検出信号を処理する信号処理部と、検出信号を信号処理部へ伝送する伝送部とを有する燃焼圧センサにおいて、圧力検出部は中空筒状のハウジングと、中空筒状のハウジングの受圧側先端に配設されたダイアフラムと、ハウジング内の軸方向であって、ダイアフラムの圧力を伝達する圧力伝達部材と、圧力伝達部材の後端に当接する圧電素子と、圧電素子の後端を支持する支持部材と、一端が圧力伝達部材に固定され他端は支持部材に固定され、二つの固定部間が筒状部よりなる加圧部材とからなる圧電素子部とから構成され、加圧部材は圧力伝達部材および支持部材が一端および他端に固定されることで圧電素子に所定の荷重をかけており、記所定の荷重は、圧電素子部がダイアフラムに与える軸方向の荷重より大きいことを特徴とする。

さらに、加圧部材は一端または他端のいずれか一方に突起部を有し、圧力伝達部材または支持部材が突起部に掛止することで固定されており、突起部の軸方向の剛性は、ダイアフラムの軸方向の剛性より高いことを特徴とする。

また、ダイアフラムと圧力伝達部材は一体に構成されていることを特徴とする。

さらに、加圧部材に設けられた筒状部が荷重調整部となっているとよい。

加圧部材に設けられた荷重調整部は筒状部の中央より支持部材側に設けるとよい。

上記構成によれば、加圧部材に設けたバネ部が受圧部から離れた位置になるので、燃焼室の温度がバネ部に伝わり難くなる。そのため、バネ特性への熱による影響を抑制し、サイクル間温度ドリフトのような短期の温度ドリフトを抑制することができる。これにより、高精度の圧力信号を得ることができる。

上記の如く、本発明によれば、圧電素子に加える予荷重は、一端を圧力伝達部材に固定し他端を支持部材に固定した加圧部材に予荷重を与える機能を持たせるようにしたので、ダイアフラムに予荷重を与える機能を持たせる必要がなくなり、ダイアフラムの受圧感度を向上させることができる。また、ダイアフラムと圧力伝達部材を一体構成としたので、ダイアフラムと圧力伝達部材との当接部におけるバウンスと摩耗を防止することができる。これにより、高精度で高信頼性の圧力信号を得られる燃焼圧センサを提供できる。

第１〜第４の実施形態に係わる内燃機関の概略構成図である。 図１のＡ部の拡大図である。 第１〜第４の実施形態を適用する従来の燃焼圧センサの分解斜視図である。 第１の実施形態による燃焼圧センサの断面図である。 図４の燃焼圧センサの圧力検出部の拡大断面図である。 図５の圧力検出部の組立手順を示す断面図である。 第２の実施形態による燃焼圧センサの圧力検出部の拡大断面図である。 第３の実施形態による燃焼圧センサの圧力検出部の拡大断面図である。 第４の実施形態による燃焼圧センサの圧力検出部の拡大断面図である。 図９の圧力検出部の組立手順を示す断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の思想を具体化するための燃焼圧センサを例示するものであって、本発明は以下の構成に特定しない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。又、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は説明を明確にするために誇張していることがある。又、以下の説明において同一部品、同一構成要素には同一の名称、符号を付し詳細説明を適宜省略することがある。

〔各実施形態の特徴〕
第１の実施形態の特徴は、本発明の基本的な構成例であり、内燃機関等で使用される燃焼圧センサの圧力検出部において、一端を圧力伝達部材に固定し、他端を支持部材に固定した筒状の加圧部材に予荷重を与える機能を持たせる構成とし、ダイアフラムはダイアフラム部と圧力伝達部を一体に構成し予荷重を与える機能を持たせない構成にした燃焼圧センサである。第２の実施形態の特徴は加圧部材に設けられた荷重調整部を支持部材側に設け、バネ特性の熱による影響を抑制した構成の燃焼圧センサである。第３の実施形態の特徴は、加圧部材に設けられた荷重調整部を複数の切り欠きと、切り欠きの間に位置する複数の板部とからなるバネ部とし、高精度の予荷重を圧電素子に与えることができる構成にした燃焼圧センサである。第４の実施形態の特徴は、加圧部材の両端の固定方法において掛止による固定と溶接による固定を選択できるようにした燃焼圧センサである。

［内燃機関に従来の燃焼圧センサを取り付けた概略構成と、本発明の各実施形態を適用する燃焼圧センサの構成に関する説明：図１〜図３］
まず、一般的な内燃機関に従来の燃焼圧センサを取り付けた概略構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１において、符号１は本発明の燃焼圧センサが組み込まれる内燃機関である。この内燃機関１はシリンダ２ａを有するシリンダブロック２とシリンダ２ａ内を往復動するピストン３と、シリンダブロック２に締結されてシリンダ２ａおよびピストンなどとともに燃焼室Ｃを構成するシリンダヘッド４を備えている。

又、内燃機関１はガソリンエンジンなどの場合、通常、シリンダヘッド４に装着されて燃焼室Ｃ内の混合気を爆発させるための点火プラグ（図示なし）と、シリンダヘッド４に装着されて燃焼室Ｃ内に燃料を噴射するインジェクタ（図示なし）とを備えているが、ここではそれらの説明を省略する。内燃機関１には燃焼室内の圧力を検出するために備えられた燃焼圧センサ５が装着されている。シリンダヘッド４には、燃焼圧センサ５を装着するための燃焼室Ｃと外部とを連通する連通孔４ａが設けられており、燃焼圧センサ５が貫通した状態で取り付けられている。

燃焼圧センサ５は、シリンダヘッド４との間に介在し燃焼室Ｃ内の気密を保つためのシール部材７とともに、後述する連通孔に形成されたネジによって締め付けられ固定されている。又、燃焼圧センサ５が検出した圧力信号を伝送するための伝送ケーブル８と、送られた圧力信号を処理し内燃機関１に適切な制御を指示するための制御装置６とを備えている。

次に、本発明の各実施形態の燃焼圧センサのシリンダヘッド４への取り付け構成について図２（図１のＡ部拡大図）を用いて説明する。図２において、シリンダヘッド４には燃焼室Ｃと外部とを連通する連通孔４ａが形成されている。連通孔４ａの形状は、燃焼室Ｃ側から、第１の孔部４ｂと、第１の孔部４ｂの孔径から徐々に径が拡大している傾斜部４ｃと、第１の孔部４ｂの孔径よりも大きい第２の孔部４ｄとを有している。第２の孔部４ｄを形成する周囲の孔壁には雌ネジ部４ｅが形成されており、燃焼圧センサ５の筐体３２に形成された雄ネジ３３２ａがネジ込まれ、第１のシール部材７１とともに締め付け固定される。

燃焼圧センサ５は、その先端にある圧力検出部１００が受圧部であり、前述したシリンダヘッド４に設けられた連通孔４ａの第１の孔部４ｂ部にダイアフラム４５が燃焼室Ｃに臨む位置に挿入し固定されている。このとき、燃焼圧センサ５の圧力検出部の突きあて部３１５ａ（後述するハウジング３１の外周部）とシリンダヘッド４に形成された連通孔４ａの傾斜部４ｃとの間には第２のシール部材７２が挿入され、前述した第１のシール部材７１とともに締め付け固定される。これにより、燃焼室Ｃ側から混合気や燃焼ガスが漏れないように気密を保つことができる。

又、燃焼圧センサ５において、シリンダヘッド４の外側部には６角ネジ部３３４が形成され、その上部には保持部材３００が固定され、さらにその上部には信号処理部２００の一部であるコネクタ部２３３が露出している。さらに、制御装置６に圧力信号を伝送する伝送ケーブル８がコネクタ８ａにより接続されている。また、コネクタ８ａに設けられたフックがコネクタ部２３３に形成された穴２３３ａに係合し固定されている。

次に、本発明の各実施形態を適用する燃焼圧センサの全体構成について、図３を用いて説明する。図３は本発明の各実施形態を適用する燃焼圧センサの分解斜視図であり、各部を要素ごとに分解している。

本発明の各実施形態を適用する燃焼圧センサ５は燃焼室Ｃ内に発生する燃焼圧を電気信号に変える圧電素子を有する圧力検出部１００と、圧力検出部１００からの信号を処理する信号処理部２００とを備えている。尚、各部の詳細な構成については後述する実施形態の中で説明する。又、以下の説明において、図３の左端に位置するダイアフラム４５側を燃焼圧センサ５の先端側、右端側の信号処理部２００側を燃焼圧センサ５の後端側と呼び、又、ダイアフラムの中心線方向を単に中心線方向と呼ぶ。

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態の燃焼圧センサ５Ａの構成および組立手順について、図４、図５、図６を用いて説明する。図４は第１の実施形態の燃焼圧センサ５Ａの断面図であり、図５は図４の圧力検出部１００の拡大断面図であり、図６は圧力検出部１００の組立手順を示す断面図である。
［圧力検出部１００の説明：図４、図５］
まず、圧力検出部１００の構成について説明する。圧力検出部１００は圧力検出部の枠体となるハウジング３１と、ハウジング３１の先端側の開口部を塞ぐように設けられ燃焼室Ｃの圧力が作用するダイアフラム４５と、ダイアフラム４５の圧力伝達部（５０）に接し圧力伝達部（５０）から圧力を受けて電荷を発生する圧電素子１０と、圧電素子１０を支持し発生した電荷を電気信号として受ける第２の電極部５５と（第１の電極部については後述する）、第２の電極部５５を支持し絶縁する絶縁リング６０と、絶縁リング６０を支持する支持部材６５と、一端をダイアフラム４５の圧力伝達部（５０）に固定し他端を支持部材６５に固定し固定部間が筒状よりなる加圧部材８０Ａとから構成されている。尚、ダイアフラム４５は燃焼室Ｃの圧力が作用するダイアフラム部（４０）と圧力伝達部（５０）が縮径部により接続され一体構成になっている。

又、支持部材６５はその先端側の外周にて加圧部材８０Ａを固定し、後端側の外周にてハウジング３１の後端側の内周にしまりばめで嵌合（圧入）され、後述する溶接によってさらに強固に固定される。又、ダイアフラム４５は進入部４１ａがハウジング３１の先端側内周部にしまりばめで嵌合（圧入）され、溶接によってさらに強固に固定される。

又、一端を圧力伝達部（５０）に、他端を支持部材６５に加圧部材８０Ａを固定する際に、加圧部材の内部に収納された圧電素子１０には、先端側に配置されたダイアフラム４５の圧力伝達部（５０）と、後端側に配置された第２の電極部５５および絶縁リング６０とに挟まれた状態で所定の予荷重をかけた状態で固定する。この構成によって、圧力検出部１００はユニット化される。次に、ユニット化された圧力検出部１００の外周部が筐体３２の先端部の孔３２１にしまりばめで嵌合（圧入）され、溶接によってさらに強固に固定される。このとき、圧力検出部１００を構成するハウジング３１の外周部に形成されたリング状の突起３１５の後端側の面３１５ｂは筐体３２の先端側の端面に付き当てられ位置決めされる。

［ダイアフラム４５の説明：図５］
ダイアフラム４５は、円筒状の円筒状部４１と、その内側に形成された内側部４２とを有している。円筒状部４１の後端部は、ハウジング３１の先端部の孔としまりばめで嵌合（圧入）されて、この先端部の孔に入り込む進入部４１ａと、ハウジング端面３１ａに突き当たる突当面４１ｂとを有している。内側部４２は、円筒状部４１における先端側の開口を塞ぐように設けられた円盤状の薄肉部材であり、後端面の中央部にはこの面から圧電素子１０側に突出した縮径部と、圧力伝達部（５０）とからなり、一体に構成されている。

ダイアフラム４５の圧力伝達部（５０）は、外周面が加圧部材８０Ａの内周面と接し、後端側の端面が圧電素子１０に当接する。これにより、圧電素子１０は、ハウジング３１と電気的に接続される。このため圧力伝達部（５０）は第１の電極部を兼ねている。又、圧力伝達部（５０）は、燃焼室Ｃ内の圧力を圧電素子１０に作用させるものであり、圧力伝達部（５０）の後端側の端面が圧電素子１０の全面を押すことが可能な大きさに形成されている。又、圧力伝達部（５０）は、ダイアフラム４５から伝達する圧力を均等に圧電素子１０に作用させるように、後端面が平行（中心線方向に直交）かつ平滑面に形成されている。

又、内側部４２の、先端面の中央部には凹部４２ｂが設けられている。ダイアフラム４０の材料としては、高温でありかつ高圧となる燃焼室Ｃ内に存在するため、弾性が高く、かつ耐久性、耐熱性、耐触性等に優れた合金製であることが望ましく、例えばＳＵＨ６６０を用いて構成するとよい。又、ダイアフラム４５とハウジング３１とは、嵌合された後、さらに、溶接により強固に固定される。

［ハウジング３１の説明：図５］
ハウジング３１は、円筒状の部材であり、外周面には、突出部３１５がリング状に設けられている。突出部３１５は、先端側から後端側にかけて徐々に径が大きくなる傾斜面３１５ａを有し、その後端部に、垂直面３１５ｂを有している。ハウジング３１の先端側の内周面は、圧電素子部が収納され、後端側の内周面は支持部材６５の外周面がしまりばめで嵌合（圧入）され、さらに、溶接により強固に固定される。又、ハウジング３１の中央部の外周面は後述する筐体３２の先端側の孔３２１にしまりばめで嵌合（圧入）され、さらに、溶接により強固に固定される。

［筐体３２の説明：図３、図４、図５］
筐体３２は、内部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された筒状の孔３２０が形成され、外部には先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された外周面３３０が形成されている。筐体３２における先端部の孔３２１は、ハウジング３１の中央部の外周面にしまりばめで嵌合（圧入）できるようにハウジング３１の外周面の径以下となるように設定されている。

外周面３３０は、先端側から後端側にかけて、５つの外周面から構成される。第１の外周面３３１はハウジング３１の突出部３１５に対応し、第２の外周面３３２の先端部には、シリンダヘッド４の雌ねじ４ｅにねじ込まれる雄ねじ３３２ａが形成されている。第３の外周面３３３には、後述する第１のシール部材７１が嵌め込まれ、第４の外周面３３４の後端側には、６角のナット部が形成され、燃焼圧センサをシリンダヘッド４に締めつける際に用いられる。第５の外周面３３５には溝部３３５ａが全周に渡って形成されている。

又、筐体３２に段階的に形成された孔３２０には、後述する絶縁部材２３に形成された先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された外周面２４０がそれぞれ対応するようになっている。また、筐体３２の後端側の孔３２５には、絶縁部材２３の基板被覆部の先端側の端面が当接する突当面３４０が設けられている。突当面３４０には、後述する第１の接続ピン２１ｂが差し込まれるピン用孔部３４０ａが形成されている。

ハウジング３１および筐体３２は、燃焼室Ｃ近辺に配置されるため、少なくとも、−４０〜３５０〔℃〕の使用温度環境に耐える材料を用いて製作することが望ましい。具体的には、耐熱性の高いステンレス鋼材、例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等を用いて構成するとよい。

［圧電素子１０の説明：図５］
圧電素子１０は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を有している。圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。本実施形態に係る圧電素子１０は、中心線方向が応力印加軸の方向となるようにハウジング３１内に収納されている。

尚、圧電素子１０に圧電横効果を用いて構成してもよい。圧電横効果とは、圧電体の電荷発生軸に対して直交する位置にある応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。薄肉状に形成した圧電体を複数枚積層して構成しても良く、このように積層することで、圧電体に発生する電荷を効率的に集めてセンサの感度を上げることができる。圧電単結晶としては、圧電縦効果及び圧電横効果を有するランガサイト系結晶（ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ＬＧＴＡ）や水晶、ガリウムリン酸塩などを用いて構成するとよい。尚、本実施形態の圧電素子１０には、圧電体としてランガサイト単結晶を用いている。

［第２の電極部５５の説明：図５］
第２の電極部５５は、円柱状の部材であり、先端側の端面が圧電素子１０における後端側の端面に当接し、後端側の端面が絶縁リング６０に当接するように配置されている。第２の電極部５５における後端側の端面には、この端面から後端側に突出する円柱状の突出部５５ａが設けられている。突出部５５ａは、端面側の基端部と、この基端部の外径よりも小さな外径の先端部とを有する。突出部５５ａの基端部の外径は絶縁リング６０の内径よりも小さく設定されるとともに、突出部５５ａの長さは絶縁リング６０の幅よりも長く突出部５５ａが絶縁リング６０から露出している。

この第２の電極部５５は、圧力伝達部材５０との間で圧電素子１０に対して一定の荷重を加えるように作用する部材であり、圧電素子１０側の端面は、圧電素子１０の端面の全面を押すことが可能な大きさに形成されるとともに平行かつ平滑面に形成されている。第２の電極部５５の外径は後述する加圧部材８０Ａの内周の孔径よりも小さくなるように設定されており、第２の電極部５５の外周面と加圧部材８０Ａの内周面との間には隙間があり、電気的に接触しないようになっている。第２の電極部５５の材質としては、ステンレスを用いて構成するとよい。

［絶縁リング６０の説明：図５］
絶縁リング６０は、アルミナセラミックス等により形成された円筒状の部材であり、内径（中央部の孔径）は、第２の電極部５５の突出部５５ａの基端部の外径よりもやや大きく、外径は、加圧部材８０Ａの内周の孔径より少し小さい径に設定されている。第２の電極部５５は、突出部５５ａが絶縁リング６０の中央部の孔に挿入されて配置されることで、加圧部材８０Ａの内周と同心に構成される。

［支持部材６５の説明：図５］
支持部材６５は、先端側から後端側にかけて、内部に、径が異なる複数の孔が形成され、外周面も複数の外周を持つ筒状の部材である。孔は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔と、第１の孔の孔径よりも大きな孔径の第２の孔とから構成される。第１の孔の孔径は、第２の電極部５５の突出部５５ａの基端部の外径よりも大きく、この突出部５５ａの先端部が支持部材６５の第２の孔まで露出する。第２の孔の孔径は、後述する信号処理部２００の伝導部材２２において、コイルスプリング７０の挿入孔２２ａを有する先端部の外径よりも大きい。また、第２の孔の孔径は、後述する信号処理部２００の絶縁部材２３の端部２３ａの外径よりも小さく、この絶縁部材２３の端部２３ａが第２の孔にしまりばめで嵌合（圧入）される。これにより、支持部材６５は、絶縁部材２３の先端部を支持する部材として機能する。

又、支持部材６５の外周面には、径の異なる外周面が３つあり、先端側の第１の外周面は加圧部材８０Ａを固定したときの逃げ部である。又、第２の外周面はリング状の突起６５ａを形成し、その外周は加圧部材８０Ａを嵌めこむためのものであり、加圧部材８０Ａの内周面より大きく、加圧部材８０Ａがしまりばめで嵌合（圧入）される。このとき、支持部材６５のリング状の突起６５ａにより加圧部材８０Ａの後端側のリング状の突起部８０ｄが掛止され位置決めされる。又、第３の外周面はハウジング３１の後端側の内周に嵌合し溶接により固定される。支持部材６５の材質はステンレスを用いて構成するとよい。

［加圧部材８０Ａの説明：図５（ａ）、（ｂ）］
加圧部材８０Ａは、圧力伝達部材５０、圧電素子１０、第２の電極部５５、絶縁リング６０および支持部材６５などの外周を覆う筒状の部材であり、先端側から筒状部８０ａ、筒状部８０ｂ、筒状部８０ｃと、後端側のリング状の突起部８０ｄより構成される。筒状部８０ａは圧力伝達部材５０の外周部に嵌合し、溶接により固定される。又、筒状部８０ｂは圧電素子１０に予荷重をかけるための薄肉状のバネ部である。又、筒状部８０ｃはその一部が支持部材６５に形成されたリング状の突起６５ａと嵌合する。又、加圧部材８０Ａの筒状部８０ｄは支持部材６５のリング状の突起６５ａに対して掛止させて位置決めする。加圧部材の材質はステンレスを用いて構成するとよい。

［コイルスプリング７０の説明：図５］
コイルスプリング７０は、内径が第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部の外径より少し小さく、外径は、後述する伝導部材２２の挿入孔２２ａの径よりも小さい。コイルスプリング７０の内側に第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部が軽圧入で挿入されるとともに、コイルスプリング７０は、伝導部材２２の挿入孔２２ａに挿入される。コイルスプリング７０の長さは、第２の電極部５５と挿入孔２２ａとの間に圧縮した状態になるように設定され、圧電素子１０からの圧力信号を伝導部材２２に伝導する。コイルスプリング７０の材質は、弾性が高く、かつ耐久性、耐熱性、耐触性等に優れた合金を用い、また表面に金メッキを施し、電気伝導性を高める構成とするとよい。

［信号処理部２００の説明：図４］
次に、信号処理部２００について説明する。信号処理部２００は、圧力検出部１００の圧電素子１０から得られる微弱な電荷である電気信号を少なくとも増幅処理する回路基板部２１と、圧電素子１０に生じた電荷を回路基板部２１まで導く棒状の伝導部材２２と、これら回路基板部２１、伝導部材２２などを覆う絶縁部材２３と、回路基板部２１などを密封するＯリング２４とを備えている。

［回路基板部２１の説明：図４］
回路基板部２１は、圧力検出部１００の圧電素子１０から得られる微弱な電荷を増幅するための回路を構成する電子部品などが実装されたプリント配線基板２１０を有する。プリント配線基板２１０の先端側には、伝導部材２２の後端部２２ｂを電気的に接続するために、半田付けなどにより接続されている。又、接地用の第１の接続ピン２１ｂが半田付けなどにより接続されている。又、プリント配線基板２１０における後端部には、伝送ケーブル８の先端部のコネクタ８ａを介して制御装置６と電気的に接続する第２の接続ピン２１ｃが３つ、半田付けなどにより接続されている。３つの第２の接続ピン２１ｃは、それぞれ、制御装置６からプリント配線基板２１０への電源電圧およびＧＮＤ電圧の供給、プリント配線基板２１０から制御装置６への出力電圧の供給に用いられる。

［伝導部材２２の説明：図４］
伝導部材２２は、棒状の部材であり、先端部には、第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部に挿入されたコイルスプリング７０が挿入される挿入孔２２ａが形成されている。伝導部材２２における後端部２２ｂは、回路基板部２１のプリント配線基板２１０に、直接電気的に接続される。伝導部材２２の材質としては、真鍮及びベリリウム銅等を用いて構成するとよい。この場合、加工性およびコストの観点からは、真鍮が望ましい。これに対して、電気伝導性、高温強度、信頼性の観点からは、ベリリウム銅が望ましい。

［絶縁部材２３の説明：図４］
絶縁部材２３は、伝導部材２２の外周を覆う伝導部材被覆部２３１と、回路基板部２１のプリント配線基板２１０の側面および下面を覆う基板被覆部２３２と、プリント配線基板２１０に接続された第２の接続ピン２１ｃの周囲を覆うとともに伝送ケーブル８の先端部のコネクタ８ａ（図２）が嵌め込まれるコネクタ部２３３とを有している。

伝導部材被覆部２３１は、中心線方向には、伝導部材２２における先端部を露出するように覆っており、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された外周面２４０が設けられている。外周面２４０は、先端側から後端側にかけて、第１の外周面２４１と、第１の外周面２４１の外径よりも大きな外径の第２の外周面２４２と、第２の外周面２４２の外径よりも大きな外径の第３の外周面２４３と、第３の外周面２４３の外径よりも大きな外径の第４の外周面２４４と、から構成される。

第１の外周面２４１の径は、支持部材６５の第２の孔の孔径よりも大きく、伝導部材被覆部２３１における先端部が、支持部材６５の第２の孔を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合（圧入）される。第２の外周面２４２の径は、対する筐体３２の第２の孔の孔径よりも小さく形成され、第３の外周面２４３の径は、対する筐体３２の第３の孔の孔径よりも小さく形成されている。又、第４の外周面２４４の径は、対する筐体３２の第４の孔の孔径よりも大きく、伝導部材被覆部２３１における後端部が、対する筐体３２の第４の孔を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合（圧入）される。

これにより、伝導部材被覆部２３１は、少なくとも中心線方向の両端部が、それぞれ支持部材６５、筐体３２にしまりばめで嵌合（圧入）し支持されているので、劣悪な振動環境であっても、伝導部材２２に与える悪影響を抑制することができ、振動に起因して伝導部材２２の接続部の断線や接触不良等を回避することができる。

基板被覆部２３２は、円筒状の部位であり、その側面には、プリント配線基板２１０を内部に設置するための矩形の開口部２３２ａが設けられている。又、基板被覆部２３２における後端側には、筐体３２内およびプリント配線基板２１０設置部を密封するためのＯリング２４用のリング状の溝２３２ｂが形成されている。

コネクタ部２３３は、基板被覆部２３２における後端側の端面から突出し、プリント配線基板２１０に接続された３つの第２の接続ピン２１ｃの周囲を覆うように形成された薄肉部である。コネクタ部２３３における後端部は開口しており、内部に伝送ケーブル８の先端部に設けられたコネクタ８ａを受け入れることができる構成になっている。又、コネクタ部２３３における後端側には、孔２３３ａが形成されており、伝送ケーブル８のコネクタ８ａに設けられたフックがこの孔２３３ａに掛止することで、伝送ケーブル８のコネクタ８ａがコネクタ部２３３から脱落することを防止できる。（図２、図４）

以上のように構成された絶縁部材２３は、樹脂などの絶縁性を有する材料にて成形されている。又、絶縁部材２３は、伝導部材２２、第１の接続ピン２１ｂ、３つの第２の接続ピン２１ｃが一体に構成されている。絶縁部材２３は、これら伝導部材２２、第１の接続ピン２１ｂ、３つの第２の接続ピン２１ｃをセットした金型に加熱した樹脂が押し込まれることで成形する方法（インサートモールド）でもよい。

信号処理部２００をユニット化するにあたっては、成形された絶縁部材２３の開口部２３２ａから、回路基板部２１に回路部品を実装したプリント配線基板２１０を前述した各接続ピンの下側に挿入し、基板被覆部２３２の所定位置にネジなどで固定する（図示なし）。次に、プリント配線基板２１０のパターン部に第１の接続ピン２１ｂ、３つの第２の接続ピン２１ｃの先端および伝導部材２２の先端を半田付けなどで固定する。又、絶縁部材２３の基板被覆部２３２のリング状の溝２３２ｂにＯリング２４を装着する。Ｏリング２４は、フッ素系ゴムを用いて構成するとよい。

［保持部材３００の説明：図３、図４］
次に、保持部材３００について説明する。保持部材３００は、薄肉円筒状の部材であり、後端部に内周面から内側に突出した突出部３００ａが設けられている。保持部材３００は、筐体３２に装着された後、外部から、第５の外周面３３５に設けられた凹部３３５ａに対応する部位が加圧されることでかしめられる。これにより、保持部材３００は、筐体３２に対して固定され、信号処理部２００が筐体３２に対して緩むことを抑制することができる。又、同時に電気的にも接続（ＧＮＤ）され、回路基板部２１を保護する。

［燃焼圧センサ５Ａの組立手順の説明：図４、図５、図６］
以上のように構成された燃焼圧センサ５Ａの組立手順について、図４、図５、図６を用いて説明する。ここで、図６（ａ）は圧力検出部１００の内部の圧電素子部の組立手順を示し、図６（ｂ）は圧力検出部１００の組立手順を示し、図６（ｃ）は筐体３２に圧力検出部１００を組立てる手順を示す。尚、図６において、溶接部には便宜上「●」印を付してあるが、実際の形状を示すものではなく単に、「溶接部」を示す印である。又、以下の説明においても同様である。

［圧力検出部１００の組立手順の説明：図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）］
まず、図６（ａ）工程において、支持部材６５に加圧部材８０Ａを取り付ける。支持部材６５の後端側から加圧部材８０Ａの筒状部を通す。この時、支持部材６５の外周に形成されたリング状の突起６５ａに対して加圧部材８０Ａの内周に形成されたリング状の突起８０ｄが掛止するまで押し込む。支持部材６５に形成されたリング状の突起６５ａの外径は対応する加圧部材８０Ａの内径よりも大きく、しまりばめで嵌合（圧入）される。次に、加圧部材８０Ａの先端側から絶縁リング６０、第２の電極部５５、圧電素子１０、ダイアフラム４５の圧力伝達部（５０）の順で挿入する。

次に、圧電素子１０の感度および直線性を高めるために、予荷重を作用させる。この場合、組立治具（図示なし）を用いるとよい。組立治具に前述の組立体をセットする。次に、支持部材６５と圧力伝達部材５０とに、中心線方向に互いに押しあう方向に所定の荷重をかけると同時に、加圧部材８０Ａの中央部に形成された薄肉状バネ部８０ｂ（図５（ｂ）参照）の段差を利用して、加圧部材８０Ａを引き延ばす方向（中心線方向）に荷重を加える。そして加圧部材８０Ａの中心線方向の変位量が予め定められた長さとなったところで、加圧部材８０Ａの筒状部８０ａとダイアフラム４５の圧力伝達部（５０）の外周部との係合部を固定する（溶接１）。これにより、圧電素子部が組立られる。

尚、固定方法としては加圧部材８０Ａの外部から中心線方向に向けて一周にわたってレーザビームを照射する方法を採用するとよい。尚、レーザビームは全周を照射してもよいし、円周方向に等間隔にスポット照射してもよい。以降の溶接部の説明についても同様である。又、加圧部材８０Ａを引き延ばす方向（中心線方向）に荷重を加える方法として、加圧部材８０Ａに形成された薄肉状バネ部８０ｂの段差を利用するとしたが、筒状部８０ａに専用の溝又は切り欠を設けて利用してもよい。これにより、圧電素子１０に予荷重が作用し、固定された状態となる。

次に、図６（ｂ）工程において、ハウジング３１に前述の圧電素子部を組立てる。ハウジング３１の先端側から圧電素子部を挿入する。同時に、ハウジング３１の前端部３１ａに対し、ダイアフラム４５を進入部４１ａをガイドにしてしまりばめで嵌合（圧入）させる。次に、ハウジング３１の前端部３１ａとダイアフラムの突当て面４１ｂが当接した状態で係合部を固定する（溶接２）。次に、ハウジング３１と支持部材６５を固定する（溶接３）。これにより、圧力検出部が組立られる。

次に、図６（ｃ）工程において、（ｂ）工程で組立られた圧力検出部を筐体３２に組立てる。尚、ここで、予めコイルスプリング７０を第２の電極部に形成された突出部５５ａに組み付けておく。次に、筐体３２の孔部３２１に対して（ｂ）工程で組立られた圧力検出部のハウジング３１の第２の外周部を挿入し、しまりばめで嵌合（圧入）させる。筐体３２の先端面にハウジング３１の突起部３１５の後端面３１５ｂが当接した状態で（ｂ）工程の組立体を固定する（溶接４）。これにより圧力検出部１００が完成する。

［信号処理部２００の組立手順の説明：図４、図５］
次に、信号処理部２００を筐体３２に挿入する。絶縁部材２３の先端部２３ａが支持部材６５の第２の孔にしまりばめで嵌合（圧入）され、同時に第２の電極部に形成された突出部５５ａに組み付けられたコイルスプリング７０が伝導部材２２に設けられた穴部２２ａに挿入される。一方で筐体３２の突当面３４０ａに形成されたピン用穴部３４０ａに第１の接続ピン２１ｂがしまりばめで嵌合（圧入）される。次に、保持部材３００を後端面側から絶縁部材２３を嵌めこむ。保持部材３００の後端面３００ａが基板被覆部２３２の端面２３２ｃに突当った状態で止める。次に、筐体３２の後端部に形成された凹部３３５ａに対して保持部材３００の対応部をリング状にかしめる。これにより、筐体３２に対して信号処理部２００が固定され、振動等により緩むことのない燃焼圧センサ５Ａが完成する。

［燃焼圧センサ５Ａの電気的な接続構成および動作：図４、図５］
次に、燃焼圧センサ５Ａにおいて、電気的な接続構成及び動作について説明する。圧電素子１０の先端側の端面は金属製のダイアフラム４５を介して（又は、金属製の加圧部材８０Ａおよび支持部材６５を介して）金属製のハウジング３１と電気的に接続される。又、信号処理部２００においては、金属製のハウジング３１と溶接により電気的に接続された筐体３２の当接面３４０に設けられたピン用穴部３４０ａに第１の接続ピン２１ｂがしまりばめで嵌合（圧入）されるため、プリント配線基板２１０のＧＮＤが筐体３２に接地される。

一方、圧電素子１０の後端側の端面は金属製の第２電極部５５および突出部５５ａからコイルスプリング７０、金属製の伝導部材２２、を介してプリント配線基板２１０に半田付けされ、電気的に接続される。又、第２電極部５５および突出部５５ａは絶縁体よりなる絶縁リング６０により、周囲の支持部材６５からは電気的に絶縁されており、又、加圧部材８０Ａの内周面からも離れていて電気的に絶縁されている。尚、この例では、圧電素子１０の側面とハウジング３０の内壁面とが接触し得る構造になっているが、圧電素子１０が絶縁体で構成されていることにより抵抗値が極めて大きいことと、圧力変化に伴って発生する電荷が、圧電素子１０における中心線方向の両端部に発生することとにより、特に問題とはならない。

以上のように構成された燃焼圧センサ５Ａはシリンダヘッド４に装着されることにより（図２参照）、筐体３２はその雄ネジ部３３２ａからシリンダヘッドの連通孔４ａに設けられた雌ネジ部４ｅを介してシリンダヘッド４に電気的に接続され、車体に接地される。そして、内燃機関１が作動すると、燃焼室Ｃに発生する燃焼圧が燃焼圧センサ５Ａの先端のダイアフラム４５に作用し、圧力伝達部（５０）を介して圧電素子１０に作用し、燃焼圧に応じた電荷が生じる。圧電素子１０に生じた電荷は回路基板部２１に供給され、回路基板部２１にて増幅処理がなされ、その電荷に応じた電圧が第２の接続ピン２１ｃ、伝送ケーブル８を介して制御装置６に供給される。

［燃焼圧センサ５Ａの効果］
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、次に示す効果が得られる。
（効果１）
圧電素子に加える予荷重は、一端を圧力伝達部材に固定し、他端を支持部材に固定し、二つの固定部間が筒状部よりなる加圧部材に予荷重を与える機能を持たせるようにしたので、ダイアフラムに予荷重を与える機能を持たせる必要がない。これにより、ダイアフラムは燃焼圧を受圧し、圧力伝達部材に伝達するために必要な剛性のみを持てばよく、燃焼圧の受圧感度を向上させ、高精度の圧力信号を得ることができる。又、ダイアフラムと圧力伝達部材を一体構成としたので、ダイアフラムと圧力伝達部材との当接部のバウンスと摩耗を防止することができ、高精度で高信頼性の圧力信号を得ることができる。
（効果２）
加圧部材は一端が圧力伝達部材に固定され他端は支持部材に固定され、固定部間が筒状部よりなり、筒状部を荷重調整部としたため、固定部間をバネ部として広く使用できる。それにより、長さの変化に対して荷重変化の小さいバネを設計できる。つまり、圧力伝達部材、圧電素子、第２の電極、絶縁リング、支持部材の中心線方向の寸法バラツキに対して荷重変動が少ないバネ構成を得られる。これにより、圧電素子１０の感度および直線性を高めるために、予荷重を作用させる工程において、圧電素子に対して精度の高い予荷重を与えることができ、感度および直線性を高め、高精度の圧力信号を得ることができる。
（効果３）
加圧部材は一端を圧力伝達部材に固定し、他端を支持部材に固定し、固定部間が筒状部よりなり、中空筒状のハウジングと協働して２重構造になるため、燃焼室の温度を圧電素子に対して伝え難くなり、温度変化による圧電素子の特性変化を抑制する。これにより、サイクル間温度ドリフトのような短期の温度ドリフトを抑制する効果があり、高精度の圧力信号を得ることができる。

尚、加圧部材８０Ａの筒状部８０ｂを圧電素子１０に予荷重をかけるための薄肉状バネ部としたが、かかる形態に限定されない。加圧部材の固定部間において、筒状部８０ｂの幅や薄肉部の中心線方向の位置や厚さは自由に構成することができる。又、圧電素子に予荷重を与える組立方法の説明において、「薄肉状バネ部８０ｂの段差を利用して、加圧部材８０Ａを引き延ばす方向に荷重を加える」としたが、かかる形態に限定されない。例えば、加圧部材８０Ａの筒状部８０ａに、リング状の溝を設け、その溝を利用して引き延ばす方向に荷重を加えてもよい。又、同様に、筒状部８０ａに切り欠きを設けてその切り欠きを利用して引き延ばす方向に荷重を加えてもよい。

〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態の燃焼圧センサ５Ｂの構成および組立手順について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は加圧部材８０Ｂを使用した燃焼圧センサ５Ｂの圧力検出部１００の拡大断面図であり、図７（ｂ）は加圧部材８０Ｂの部分断面図である。第２の実施形態の燃焼圧センサ５Ｂが、第１の実施形態の燃焼圧センサ５Ａと異なる点は、加圧部材８０Ｂにおいて、荷重調整部である薄肉状バネ部が筒状部８０ｂの位置（中央部）にあったものを筒状部８０ｃの位置（支持部材６５側）に配設した点である。これにより、バネ部の位置が燃焼室Ｃから少し離れた位置になっている。他の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるので同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

また、組立手順も第１の実施形態の基本的な組立手順は同様であるので、第１の実施形態の図６を用いて簡略に説明する。第２の実施形態の組立手順は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の加圧部材８０Ｂの荷重調整部の位置のみが異なる。図６（ａ）において、支持部材６５の後端側から加圧部材８０Ｂの筒状部を通す。この時、支持部材６５の外周に形成されたリング状の突起６５ａに対して加圧部材８０Ｂの内周に形成されたリング状の突起８０ｄが掛止するまで押し込む。支持部材６５に形成されたリング状の突起６５ａの外径は加圧部材８０Ｂの内周に形成されたリング状の突起８０ｄの孔径よりも大きくしまりばめで嵌合（圧入）される。次に、加圧部材８０Ｂの先端側から絶縁リング６０、第２の電極部５５、圧電素子１０、ダイアフラム４５の順で挿入する。次に、圧電素子１０の感度および直線性を高めるために、予荷重を作用させる工程において、治具による加圧部材を引き延ばす工程では、段差の位置が異なるので治具の変更が必要である。その他の組立手順では図６（ｂ）、（ｃ）と同様であるがので重複する説明は省略する。これにより第２の実施形態による燃焼圧センサ５Ｂを得る。

［燃焼圧センサ５Ｂの効果］
上記構成によれば、加圧部材に設けたバネ部が受圧部から離れた位置になるので、燃焼室の温度がバネ部に伝わり難くなる。そのため、バネ特性への熱による影響を抑制し、サイクル間温度ドリフトのような短期の温度ドリフトを抑制することができる。これにより、高精度の圧力信号を得ることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態の燃焼圧センサ５Ｃの構成について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は加圧部材８０Ｃを使用した燃焼圧センサ５Ｃの圧力検出部１００の拡大断面図であり、図８（ｂ）は加圧部材８０Ｃの正面図である。図８（ａ）において、第３の実施形態の燃焼圧センサ５Ｃが、第１の実施形態の燃焼圧センサ５Ａと異なる点は、加圧部材８０Ｂの荷重調整部である薄肉状バネ部が筒状部８０ｂの位置（中央部）にあったものを筒状部８０ｃの位置（支持部材６５側）に設け、且つ、バネ部の構造を変えたものである。図８（ｂ）において、加圧部材８０Ｃの荷重調整部は筒状部８０ｃの位置に設けられ、複数の切欠きと複数の板部からなるバネ構造となっている。このバネ構成によれば、薄肉状のバネ構造に比べて、よりバネ定数を小さく（変位量に対して荷重変化が小さい）することが可能になる。他の基本的な構成及び組立手順は第１の実施形態と同様であるので同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。これにより、第３の実施形態による燃焼圧センサ５Ｃを得る。

〔燃焼圧センサ５Ｃの効果〕
上記構成によれば、加圧部材の荷重調整部が変位量に対して、より荷重変化の小さいバネを設計できる。つまり、圧力伝達部材、圧電素子、第２の電極、絶縁リング、支持部材の中心線方向の寸法バラツキに対して荷重変動がより少ないバネ手段を得られる。これにより、圧電素子に対して予荷重を作用させる工程において、より精度の高い予荷重を与えることができ、感度および直線性を高め高精度の圧力信号を得ることができる。又、同時に、加圧部材に設けたバネ部が受圧部から離れた位置になるので、燃焼室の温度がバネ部に伝わり難くなる。そのため、バネ特性への熱による影響を抑制し、サイクル間温度ドリフトのような短期の温度ドリフトを抑制することができる。これにより、高精度の圧力信号を得ることができる。

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について、図９及び図１０を用いて説明する。図９（ａ）は加圧部材８０Ｄを使用した燃焼圧センサ５Ｄの圧力検出部１００の拡大断面図であり、図９（ｂ）は加圧部材８０Ｄの部分断面図である。又、図１０は燃焼圧センサ５Ｄの圧力検出部１００の組立手順を示す断面図である。図９（ａ）において、第４の実施形態の燃焼圧センサ５Ｄが、第２の実施形態による燃焼圧センサ５Ｂ（図７）と異なる点は、加圧部材８０Ｄの構造において、圧力伝達部材（５０）との固定部は掛止により固定し、支持部材６５との固定部は溶接により固定する構成になって点にある。他の基本的な構成及び組立手順は第２の実施形態と同様であるので同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。

ダイアフラム４５は、初期は圧力伝達部材（５０）とダイアフラム（４０）は別体で構成しておく。圧力伝達部材（５０）にはその一部に加圧部材を掛止するための掛止用の段差を設けておく。その段差には加圧部材８０Ｄの先端側に設けられたリング状の突起８０ｄが掛止できるようになっている。また、加圧部材８０Ｄの後端側には、支持部材６５との掛止用のリング状の突起はなく、溶接による固定ができるように構成されている。

次に、図１０を用いて、第４の実施形態の組立手順が第２の実施形態の組立手順と異なるところを説明する。まず、図１０（ａ）工程において、加圧部材８０Ｄの先端側に向けて、後端側から圧力伝達部材（５０）、圧電素子１０、第２の電極部５５、絶縁リング６０、支持部材６５の順に挿入する。次に、圧電素子１０の感度および直線性を高めるために、予荷重を作用させる。この場合、組立治具（図示なし）を用いるとよい。組立治具に前述の組立体をセットする。次に、圧力伝達部材（５０）と支持部材６５に中心線方向に互いに押しあう方向に所定の荷重をかけると同時に、加圧部材８０Ｄの支持部材６５側に形成されたバネ部８０ｃの段差を利用して、加圧部材８０Ｄを引き延ばす方向（中心線方向）に荷重を加える。そして加圧部材８０Ｄの中心線方向の変位量が予め定められた長さとなったところで、加圧部材８０Ｄの筒状部と支持部材６５との係合部を固定する（溶接１）。これにより、圧電素子部が組立られる。次に、ダイアフラム（４０）の中央部の突出部と圧力伝達部材（５０）の中央部の突出部を同心にして固定する（溶接２）。これにより、ダイアフラムは一体構成となり、且つ、圧電素子１０に予荷重が作用し、固定された状態となる。

次に、図１０（ｂ）工程において、ハウジング３１に前述の圧電素子部を組立てる。ハウジング３１の先端側から圧電素子部を挿入する。同時に、ハウジング３１の前端部３１ａに対し、ダイアフラム４５を進入部４１ａをガイドにしてしまりばめで嵌合（圧入）させる。次に、ハウジング３１の前端部３１ａとダイアフラムの突当て面４１ｂが当接した状態で係合部を固定する（溶接３）。次に、ハウジン３１と支持部材６５を固定する（溶接４）。これにより、圧力検出部が組立られる。

次に、図１０（ｃ）工程において、（ｂ）工程で組立られた圧力検出部を筐体３２に組立てる。尚、ここで、予めコイルスプリング７０を第２の電極部に形成された突出部５５ａに組み付けておく。次に、筐体３２の孔部３２１に対して（ｂ）工程で組立られた圧力検出部のハウジング３１の第２の外周部を挿入し、しまりばめで嵌合（圧入）させる。筐体３２の先端面にハウジング３１の突起部３１５の後端面３１５ｂが当接した状態で（ｂ）工程の組立体を固定する（溶接５）。これにより圧力検出部１００が完成し、第４の実施形態による燃焼圧センサ５Ｄを得る。

［第４の実施形態の効果］
第４の実施形態の別の形態によれば、加圧部材の固定方法において、ダイアフラム４５側、または支持部材６５側それぞれにおいて、掛止による固定方法と溶接による固定方法のどちらの方法も選ぶことができる。これにより、ダイアフラムの構成において、一体型であっても、加圧部材の構成（掛止又は溶接）に応じて固定方法を選ぶことが可能となり、製造方法を選択できるのでコストを抑制できる。これにより、コストを抑制し、且つ、圧電素子に対して精度の高い予荷重を与えることができ、感度および直線性を高め、高精度の圧力信号を得ることができる燃焼圧センサを提供することができる。

尚、各実施形態では、加圧部材の荷重調整部において、バネ部の位置は中央部または支持部材側としたが、かかる形態に限定されない。バネ部の位置はダイアフラム側でも良い。また、加圧部材のバネ部は薄肉状バネ部または複数の切欠きと複数の板部からなるバネ部としたがかかる形態に限定されない。バネ部はコイル状のバネ構造、蛇腹状のバネ構造、その他いかなる構造のバネ構造でもよい。また、バネ部は肉厚を薄くして段差を設けたが、かかる形態に限定されない。バネ部と固定部は同じ肉厚でもよいし、逆にバネ部の肉厚を厚くしてもよい。また、加圧部材の２か所の固定部において、ダイアフラム側の固定部および支持部材側の固定部は掛止による固定方法または溶接による固定方法のどちらを採用してもよい。

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
２ａ シリンダ
３ ピストン
４ シリンダヘッド
４ａ 連通孔
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ 燃焼圧センサ
６ 制御装置
７ シール部材
８ 伝送ケーブル
８ａ コネクタ
１０ 圧電素子
１０ａ 圧電素子の電極側端面
２１ 回路基板部
２１ｂ 第１の接続ピン
２１ｃ 第２の接続ピン
２２ 伝導部材
２３ 絶縁部材
２４ Ｏリング
３１ ハウジング
３２ 筐体
４０ ダイアフラム
４５ 一体型ダイアフラム
５０ 圧力伝達部材（第１の電極部）
５５ 第２の電極部
６０ 絶縁リング
６５ 支持部材
７０ コイルスプリング
８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ 加圧部材
１００ 圧力検出部
２００ 信号処理部
２１０ プリント配線基板
３００ 保持部材

Claims (5)

1. 燃焼室内の燃焼圧を受けて電気信号を発生させる圧力検出部と、検出信号を処理する信号処理部と、検出信号を信号処理部へ伝送する伝送部とを有する燃焼圧センサにおいて、
   前記圧力検出部は中空筒状のハウジングと、
   前記中空筒状のハウジングの受圧側先端に配設されたダイアフラムと、
   前記ハウジング内の軸方向であって、前記ダイアフラムの圧力を伝達する圧力伝達部材と、前記圧力伝達部材の後端に当接する圧電素子と、前記圧電素子の後端を支持する支持部材と、一端が前記圧力伝達部材に固定され他端は前記支持部材に固定され、二つの固定部間が筒状部よりなる加圧部材とからなる圧電素子部とから構成され、
   前記加圧部材は前記圧力伝達部材および前記支持部材が前記一端および前記他端に固定されることで前記圧電素子に所定の荷重をかけており、
   前記所定の荷重は、前記圧電素子部が前記ダイアフラムに与える前記軸方向の荷重より大きいことを特徴とする燃焼圧センサ。
2. 前記加圧部材は前記一端または前記他端のいずれか一方に突起部を有し、前記圧力伝達部材または前記支持部材が前記突起部に掛止することで固定されており、
   前記突起部の前記軸方向の剛性は、前記ダイアフラムの前記軸方向の剛性より高いことを特徴とする請求項１に記載の燃焼圧センサ。
3. 前記ダイアフラムと前記圧力伝達部材は一体に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼圧センサ。
4. 前記加圧部材に設けられた前記筒状部が荷重調整部となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃焼圧センサ。
5. 前記加圧部材に設けられた前記荷重調整部は前記筒状部の中央より前記支持部材側に設けたことを特徴とする請求項４に記載の燃焼圧センサ。

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