JP6202072B2

JP6202072B2 - 筒内圧センサ

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Publication number: JP6202072B2
Application number: JP2015216955A
Authority: JP
Inventors: 雅夫中山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
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Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサに関する。

特許文献１に記載されている筒内圧センサは、筒状のハウジングと、該ハウジングの先端部に設けられ、燃焼室内の圧力を受けて撓むダイアフラムとを有している。ハウジングの内部には、ダイアフラムと対向する対向部材が設けられている。対向部材は、ハウジングの内部に形成された収容室を構成する一部材である。収容室は、ダイアフラムの内面、ハウジングの内面、及び対向部材のダイアフラムと対向する対向面によって囲まれる空間である。収容室には、センサ素子と力伝達部材とが収容されている。センサ素子は対向部材に固定されている。センサ素子とダイアフラムとは力伝達部材によって連結されている。ダイアフラムに作用した筒内圧は力伝達部材を介してセンサ素子に作用する。センサ素子は、伝達された筒内圧に対応した電気信号を筒内圧センサの回路部に出力する。回路部では、センサ素子から出力される電気信号に基づいて筒内圧を検出する。

特開２００９‐８６９４号公報

筒内圧センサは先端部が燃焼室に露出した状態で配設されるため、その固有振動数によっては、燃焼室内の圧力変動における振動によって筒内圧センサに共振が生じるおそれがある。そのため、筒内圧センサに共振が生じないようにその固有振動数を設定する必要があり、その固有振動数の調整を行いやすくすることが望ましい。しかしながら、特許文献１には、こうした点については何ら開示されておらず、未だ改善の余地がある。

本発明は、筒内圧センサにおける上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、筒内圧センサにおいて、固有振動数の調整を行いやすくすることにある。

上記課題を解決するための筒内圧センサは、筒状のハウジングと、可撓性を有し、前記ハウジングの一端部に設けられたダイアフラムと、前記ダイアフラムの内面と対向し、前記ダイアフラムとの間に収容室を形成する対向部材と、前記収容室に収容されていて、前記ダイアフラムの変形に応じて出力信号が変化するセンサ素子とを備える筒内圧センサであって、前記対向部材は、内側管と外側管とを有する層状構造をなす筒状の筒部と、該筒部の内側に設けられて前記センサ素子が固定された封止部とを有し、該筒部には肉取り部が設けられており、前記内側管と前記外側管とは、前記肉取り部よりも前記ダイアフラムから離間した位置で接合されている。

上記構成では、対向部材の筒部に肉取り部を設けている。肉取り部は、対向部材において振動の伝達経路上に配設されている。対向部材の筒部は、筒内圧センサを構成する他の部品に比べて設計自由度の高い部品であるといえる。そのため、筒内圧センサの固有振動数の調整が行いやすくなる。

また、上記筒内圧センサでは、前記筒部には、前記封止部をその内側に有する第１領域と、前記封止部をその内側に有しない第２領域とがあり、前記肉取り部は、前記第２領域に設けられていることが望ましい。

上記構成によれば、筒部は、センサ素子が固定された封止部を有する第１領域と、肉取り部を設けた第２領域とがあるように、領域毎に機能が分担されているため、封止部を安定的に保持するための剛性確保と筒内圧センサの固有振動数の設定簡易性とを実現することができる。

また、上記筒内圧センサでは、前記肉取り部は、前記筒部の軸線方向における長さに対して該軸線方向に直交する周方向における長さが長いことが望ましい。
対向部材に伝達される振動は、筒部の軸線方向に作用する。肉取り部を振動の伝達方向と直交する方向に長く存在させることにより、効果的に筒内圧センサの固有振動数を低下させることができる。したがって、上記構成によれば、効率良く固有振動数を調節できる。

また、上記筒内圧センサでは、前記肉取り部は、貫通孔であることが望ましい。
上記構成によれば、孔加工を施して対向部材の筒部に貫通孔を形成することによって筒内圧センサの固有振動数を変更することができるため、固有振動数の調整が行いやすくなる。

筒内圧センサを備える内燃機関の構成を模式的に示す断面図。筒内圧センサの先端部を拡大して示す断面図。対向部材の筒部における内側管の展開図。センサ素子の構成を示す斜視図。筒内圧センサにおける各構成部の振動の伝達態様を示す模式図。センサ素子に作用する荷重の推移を示すグラフ。対向部材の筒部における内側管について他の例を示す展開図。対向部材の筒部における内側管について他の例を示す展開図。対向部材の筒部における内側管について他の例を示す展開図。対向部材の筒部における内側管について他の例を示す展開図。

筒内圧センサの一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、筒内圧センサを備える内燃機関１０は、シリンダブロック１１を有している。シリンダブロック１１には、シリンダ１２が形成されている。シリンダ１２には、ピストン１３が往復動可能に設けられている。シリンダブロック１１の上部には、シリンダヘッド１４が固定されている。シリンダヘッド１４の下面、シリンダ１２の内面、及びピストン１３の上面によって燃焼室１５が区画されている。シリンダヘッド１４には、燃焼室１５にそれぞれ接続された吸気ポート１６及び排気ポート１７が設けられている。吸気ポート１６には、吸気ポート１６と燃焼室１５とを連通、遮断する吸気バルブ１８が設けられ、排気ポート１７には、排気ポート１７と燃焼室１５とを連通、遮断する排気バルブ１９が設けられている。吸気ポート１６には、吸気ポート１６内に燃料を噴射する燃料噴射弁２０が設けられている。吸気ポート１６内に噴射された燃料は、吸気と混ぜ合わされて燃焼室１５に導入される。シリンダヘッド１４には、燃焼室１５内に導入された燃料と吸気の混合気を燃焼させるための点火プラグ２１が設けられている。燃焼室１５内で燃焼した混合気は、排気として排気ポート１７から排出される。

シリンダヘッド１４には、筒内圧センサ３０が設けられている。筒内圧センサ３０は、一端部が燃焼室１５内に露出した状態で設けられており、燃焼室１５内の圧力である筒内圧を検出する。内燃機関１０の制御装置２２には、筒内圧センサ３０等の各種センサから出力された信号が入力される。制御装置２２は、これらの信号に基づいて燃料噴射弁２０における燃料噴射量の制御や、点火プラグ２１における点火時期の制御を行う。

図２に示すように、筒内圧センサ３０は、筒状のハウジング３１を有している。ハウジング３１の一端部には、可撓性を有するダイアフラム４０が設けられている。ダイアフラム４０は、例えば金属からなり、ハウジング３１の一端部を塞いでいる。ダイアフラム４０は、本体部４１と、該本体部４１からハウジング３１の内部に向けて筒状に延出された延出部４２とを有している。延出部４２は、ハウジング３１の内面から離間している。本体部４１の外周面には、外方に拡径し、その外周面がハウジング３１の外周面と略面一となるフランジ４３が設けられている。フランジ４３はハウジング３１の一端に溶接等によって接合されている。これにより、ハウジング３１にダイアフラム４０が固定されている。本体部４１の中心部分であって、延出部４２によって囲まれる部分は、ハウジング３１側の内面が凹んだ凹状をなし、この凹状の部分が第１収容空間４４を構成している。この第１収容空間４４によって本体部４１の中心部分は、その肉厚がその周縁部分の肉厚に比して薄くなっており、この中心部分が筒内圧を受けて撓む可撓部４１Ａを構成している。可撓部４１Ａは、ハウジング３１側（図２の下方）に湾曲した形状をなしている。

延出部４２には、対向部材５０が挿通されている。対向部材５０は、内側管５２と外側管５３との二層構造をなす筒状の筒部５１と、該筒部５１の内側に設けられた封止部５４とを有している。筒部５１の外側管５３の外径は、延出部４２の内径と略同径である。外側管５３には、外周面から外方に突出した係止部５３Ａが形成されており、該係止部５３Ａは延出部４２の先端部に当接している。係止部５３Ａと延出部４２の先端とは例えば溶接により接合され、これにより、延出部４２に対向部材５０が固定されている。延出部４２の軸方向長さと、外側管５３の延出部４２に挿通されている部分の軸方向長さ、すなわち外側管５３における係止部５３Ａから延出部４２に挿通されている側の一端までの長さは略同一である。内側管５２は、その外径が外側管５３の内径と略同径であり、該外側管５３と略同じ軸方向長さを有している。内側管５２は外側管５３に対してそれらの軸線方向においてダイアフラム４０から離間する側に少しずれた位置に配設されている。なお、筒部５１では、ダイアフラム４０から離間する側の端部（図２の下端部）は他の部材が内側に設けられていない中空状の自由端となっている。

封止部５４は、円柱状をなし、内側管５２におけるダイアフラム４０側の一端部（図２の上端部）に内設されている。封止部５４は内側管５２の内部を封止している。封止部５４は、絶縁性を有しており、例えばガラスから構成されている。筒部５１は例えば金属からなる。封止部５４のダイアフラム４０側の端面は、外側管５３の内面と内側管５２の端面とによって第２収容空間５５を構成しており、対向部材５０のダイアフラム４０側の一端面（図２の上端面）がダイアフラム４０の内面と対向している。第１収容空間４４と第２収容空間５５とは互いに連通しており、ダイアフラム４０と対向部材５０との間には、第１収容空間４４と第２収容空間５５とによって収容室６０が形成されている。

筒部５１には、封止部５４をその内側に有する第１領域Ｒ１と、封止部５４をその内側に有しない第２領域Ｒ２とがある。内側管５２における第２領域Ｒ２を構成している部分には、複数の貫通孔５２Ａが形成されている。内側管５２は、図３に示す四角平板状のシート部材９０から構成されている。シート部材９０には、例えばプレス加工によって肉を取ることにより、その短手方向（図３の左右方向）における端面から切り欠かれた形状の切り欠き孔９０Ａが形成されている。切り欠き孔９０Ａは、シート部材９０において前記短手方向における一端部（右端部）から切り欠かれた切り欠き孔９０Ａと、他端部（左端部）から切り欠かれた切り欠き孔９０Ａとが、該シート部材９０の長手方向（図３の上下方向）において交互に設けられている。切り欠き孔９０Ａは、前記長手方向における長さに対して前記短手方向における長さが長く、前記長手方向から見たときに各切り欠き孔９０Ａは先端部同士が互いに重なっている。各切り欠き孔９０Ａは、長手方向においてその中心よりも一端部側（下端部側）に設けられている。このシート部材９０は、前記短手方向における両端部が互いに接合されて筒状に丸め成形される。これにより、内側管５２が構成されるとともに、各切り欠き孔９０Ａの切り欠かれた端部が塞がれて、貫通孔５２Ａが形成される。なお、こうしてシート部材９０が筒状に丸め成形されたときには、前記長手方向と筒部５１の軸線方向とは同じ方向になり、前記短手方向と筒部５１の前記軸線方向に直交する周方向とは同じ方向になる。したがって、上述した構成の切り欠き孔９０Ａからなる貫通孔５２Ａは、筒部５１の軸線方向における長さに対して該筒部５１の周方向における長さが長くなっており、この貫通孔５２Ａが肉抜き部として機能する。また、外側管５３も同様にシート部材を筒状に丸め成形することによって形成されている。

図２に示すように、内側管５２の下端は、例えば溶接により外側管５３の外周面に接合されている。この内側管５２と外側管５３との接合部５６は、周方向全周に亘って形成されている。各貫通孔５２Ａの全体は、前記軸線方向（図２の上下方向）において外側管５３と内側管５２との接合部５６よりもダイアフラム４０側に設けられており、内側管５２と外側管５３とは貫通孔５２Ａよりダイアフラム４０から離間した位置で接合されている。なお、貫通孔５２Ａ、すなわち切り欠き孔９０Ａの形状及び位置は、筒内圧センサ３０の固有振動数Ａが所望の値になるように予め実験やシミュレーションなどによって設定されている。筒内圧センサ３０の固有振動数Ａの設定方法としては、例えば、まず、燃焼室１５内にノッキングが生じているときの圧力変動の振動数と、プレイグニッションが生じているときの圧力変動の振動数とを予め実験やシミュレーションなどによって求める。そして、これら求められた各振動数に基づいて筒内圧センサ３０の固有振動数Ａの目標値を設定する。その後、固有振動数Ａが当該目標値となるように貫通孔５２Ａの形状や位置を実験やシミュレーションなどによって決定する。本実施形態では、筒内圧センサ３０の固有振動数Ａが、燃焼室１５内にノッキングが生じているときの圧力変動の振動数（例えば５２ｋＨｚ）と、燃焼室１５内にプレイグニッションが生じているときの圧力変動の振動数（例えば３００ｋＨｚ）との間の値になるように設定されている（５２ｋＨｚ＜Ａ＜３００ｋＨｚ）。より好ましくは、固有振動数Ａが１００ｋＨｚから２５０ｋＨｚの間の値になるように設定されている（１００ｋＨｚ＜Ａ＜２５０ｋＨｚ）。更に好ましくは、固有振動数Ａが１５０ｋＨｚから２００ｋＨｚの間の値になるように設定されている（１５０ｋＨｚ＜Ａ＜２００ｋＨｚ）。

図２に示すように、収容室６０には、センサ素子７０と力伝達部材８０とが収容されている。センサ素子７０は、一端面が対向部材５０の封止部５４に固定されている。センサ素子７０の他端面には、ガラスブロック８１が固定されている。ガラスブロック８１とダイアフラム４０との間には、ロッド８２が配設されている。ガラスブロック８１とロッド８２とによって力伝達部材８０が構成されている。ロッド８２は、断熱性を有し、例えばセラミックスから構成されている。ロッド８２は、ダイアフラム４０の可撓部４１Ａに当接しており、その当接面が湾曲した形状をなしている。

図４に示すように、センサ素子７０は、例えばシリコンなどからなり、略直方体形状の基台部７１を有する。基台部７１におけるガラスブロック８１が固定される他端面７１Ａには、メサ型の突出部であり、作用する荷重に応じて抵抗値が変化するメサ部７２が形成されている。メサ部７２は、該他端面７１Ａに２つの溝７３を形成することにより構成されている。ガラスブロック８１は、これらメサ部７２及び溝７３を覆うように配設され、例えば陽極接合によって基台部７１に固定されている。基台部７１には、メサ部７２を挟むようにして一対の電極７４が設けられている。一方の電極７４にはメサ部７２の一端が電気的に接続され、他方の電極７４にはメサ部７２の他端が電気的に接続されている。

図２に示すように、各電極７４には、リード線７５が接続されている。リード線７５は、封止部５４を貫通して延びる細長状の端子３２にそれぞれ接続されている。各端子３２は、筒内圧センサ３０の回路部３３に接続されている。回路部３３には、定電流源を有し、一定の電流が流れるように制御されている定電流回路３３Ａが設けられている。センサ素子７０の一対の電極７４は、リード線７５を介して回路部３３の定電流回路３３Ａに接続され、センサ素子７０には一定の電流が供給されている。筒内圧センサ３０が内燃機関１０に組付けられた状態では、筒内圧がダイアフラム４０に作用する。筒内圧に応じてダイアフラム４０の可撓部４１Ａがハウジング３１側（図２の下方）に撓むと、図４に矢印で示すようにロッド８２を介してガラスブロック８１がセンサ素子７０側に押される。センサ素子７０に荷重が作用すると、メサ部７２の抵抗値が変化して、一対の電極７４間に発生している電圧が変化する。この電圧に対応した信号は回路部３３に出力され、該回路部３３によって筒内圧が検出される。

次に、図５及び図６を参照して、本実施形態の作用について説明する。
内燃機関１０の運転状態によって燃焼室１５内の圧力は変動する。そのため、燃焼室１５内の圧力変動における振動数も種々変化する。内燃機関１０の燃焼室１５内の圧力変動における振動数が筒内圧センサ３０の固有振動数Ａに近づくと、筒内圧センサ３０に共振が生じる。筒内圧センサ３０に共振が生じると、ダイアフラム４０等の構成部品が振動し、筒内圧センサ３０の動作が不安定になるおそれがある。したがって、筒内圧センサ３０において共振を抑制することを考慮した固有振動数Ａの設定が重要となる。筒内圧センサ３０では、例えば、ロッド８２を長くしたり細くしたりすることは耐久性の低下を招くおそれがあり、センサ素子７０の形状についても種々の制約がある。本実施形態では、筒内圧センサ３０を構成する他の部品に比べて制約の少なく、設計自由度の高い部品であるといえる対向部材５０の筒部５１に貫通孔５２Ａを形成している。筒部５１は、内側管５２と外側管５３とを有する層状構造をなしており、貫通孔５２Ａは、内側管５２において、内側管５２と外側管５３とを接合する接合部５６よりもダイアフラム４０側に設けられている。図５に示すように、本実施形態において、ダイアフラム４０に作用した筒内圧に起因する振動は、力伝達部材８０、及びセンサ素子７０に伝達され、対向部材５０を通じてハウジング３１に伝達される。対向部材５０では、振動は、封止部５４、内側管５２、接合部５６を介して外側管５３に伝達される。貫通孔５２Ａは、振動の伝達経路に設けられており、対向部材５０に貫通孔５２Ａが設けられることにより、対向部材５０のばね定数が小さくなる。そのため、筒内圧センサ３０の固有振動数Ａは低下することになる。本実施形態では、この貫通孔５２Ａによって該筒内圧センサ３０の固有振動数Ａを、燃焼室１５内にノッキングが生じているときの圧力変動の振動数と、燃焼室１５内にプレイグニッションが生じているときの圧力変動の振動数との間の値になるように設定している。内燃機関１０の運転時には、燃焼室１５内に様々な周波数の振動が発生するが、プレイグニッションが発生していないときの通常運転時では、燃焼室１５内の圧力における振動数はノッキングが発生しているときに最大となり、ノッキングが生じていないときにはそれよりも小さい振動数となる。そのため、本実施形態のように、ノッキングが生じているときの振動数（例えば５２ｋＨｚ）よりも固有振動数Ａを大きくすることで、内燃機関１０の通常運転時に筒内圧センサ３０が共振することが抑えられる。なお、ノッキングが生じているときの振動数は、内燃機関１０の構造や運転状態によって変化するものであるため、上述した振動数に限定されるものではないことは言うまでもない。また、プレイグニッションが生じているときの燃焼室１５内の圧力変動における振動数は、ノッキングが生じているときの燃焼室１５内の圧力変動における振動数よりも大きくなる。さらに、プレイグニッションが生じたときには、筒内圧が高くなり、燃焼室１５内の圧力変動における振動の振幅が大きくなる。そのため、仮にこの振動によって筒内圧センサ３０に共振が生じると、筒内圧センサ３０の構成部品に生じる振動の振幅が大きくなるおそれがある。本実施形態では、プレイグニッションが生じているときの振動数（例えば３００ｋＨｚ）よりも固有振動数Ａを小さくしているため、内燃機関１０にプレイグニッションが生じた場合であっても筒内圧センサ３０が共振することを抑えられる。すなわち、図６に実線で示すように、プレイグニッションが生じているときのセンサ素子７０に作用する荷重の振幅Ｍ２は、図６に一点鎖線で示すように、プレイグニッションによって共振が生じた場合の荷重の振幅Ｍ１に比して小さくなり、筒内圧センサ３０の動作が不安定化することが好適に抑えられる。なお、プレイグニッションが生じているときの振動数は、内燃機関１０の構造や運転状態によって変化するものであるため、上述した振動数に限定されるものではないことは言うまでもない。

本実施形態では、筒部５１の第２領域Ｒ２に貫通孔５２Ａを設けているため、筒部５１は、センサ素子７０が固定された封止部５４を有する第１領域Ｒ１と、貫通孔５２Ａを設けた第２領域Ｒ２とがあるように、領域Ｒ１，Ｒ２毎に機能が分担される。

また、対向部材５０に伝達される振動は、筒部５１の軸線方向に作用する。この点、貫通孔５２Ａは筒部５１の前記軸線方向における長さに対して前記周方向における長さが長くなっているため、筒部５１のばね定数を低下させやすく、効果的に筒内圧センサ３０の固有振動数Ａが低下する。

シート部材９０に孔加工を施すことによって対向部材５０の内側管５２に肉取り部としての貫通孔５２Ａを備える筒部５１を形成することができ、これにより筒内圧センサ３０の固有振動数Ａを変更できる。

以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）対向部材５０の筒部５１に貫通孔５２Ａが設けられており、筒部５１の内側管５２と外側管５３とは、貫通孔５２Ａよりもダイアフラム４０から離間した位置で接合されているため、筒内圧センサ３０の固有振動数Ａの調整が行いやすくなる。

（２）筒部５１の第２領域Ｒ２に貫通孔５２Ａが設けられており、封止部５４を安定的に保持するための剛性確保と筒内圧センサ３０の固有振動数Ａの設定簡易性とを実現することができる。

（３）貫通孔５２Ａは前記軸線方向における長さに対して前記周方向における長さが長いため、効率良く固有振動数Ａを調節できる。
（４）筒部５１に肉取り部として貫通孔５２Ａが設けられており、固有振動数Ａの調整が行いやすくなる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。また、以下の変更例は、可能であれば互いに適宜組み合わせて実施することもできる。
・力伝達部材８０は、例えば以下構成を備える場合には省略することができる。すなわち、ダイアフラム４０に、可撓部４１Ａの内面から対向部材５０側に突出した突出部を設ける。該突出部は、センサ素子７０の前記他端面７１Ａに固定されている。この構成では、ダイアフラム４０とセンサ素子７０とが直接連結されるため、ダイアフラム４０の変形に伴いセンサ素子７０に直接荷重が作用する。

・ダイアフラム４０の延出部４２は省略することができる。この場合には、ハウジング３１の内径と略同径になるように対向部材５０の外径を設定し、該対向部材５０によってハウジング３１の内部の前記軸線方向における一部を閉塞する。この構成では、ダイアフラム４０の内面、ハウジング３１の内面、及び対向部材５０のダイアフラム４０と対向する端面によって収容室６０が構成される。

・内側管５２の構成は上述したものに限られず、例えば以下のように変更してもよい。
図７に示すように、内側管５２を構成するシート部材１９０には、例えばプレス加工によって肉を取ることにより、肉取り孔１９０Ａが形成されている。肉取り孔１９０Ａは、シート部材１９０の長手方向（図７の上下方向）における長さに対して該長手方向に直交するシート部材１９０の短手方向（図７の左右方向）における長さが長い長孔である。シート部材１９０には、中心線Ｌを境界として前記短手方向における一端側（右端側）の領域に前記長手方向に並んだ二つの肉取り孔１９０Ａが設けられており、中心線Ｌを境界として前記短手方向における他端側（左端側）の領域に前記長手方向に並んだ二つの肉取り孔１９０Ａが設けられている。なお、前記長手方向に並んで設けられる肉取り孔１９０Ａの数は適宜変更可能であることは言うまでもない。一端側（右端側）の領域に設けられた肉取り孔１９０Ａと他端側（左端側）の領域に設けられた肉取り孔１９０Ａとは、前記長手方向において互いにずれた位置に配設されている。このシート部材１９０の前記短手方向における両端部が互いに当接するように筒状に丸め成形することによって、肉取り部が設けられた内側管５２を形成することができる。これにより、前記長手方向と筒部５１の軸線方向とは同じ方向になり、前記短手方向と筒部５１の周方向とは同じ方向になる。

また、図８に示すように、内側管５２を構成するシート部材２９０には、例えばプレス加工によって肉を取ることにより、肉取り孔２９０Ａが形成されている。肉取り孔２９０Ａは、略真円形状をなし、複数の肉取り孔２９０Ａがシート部材２９０の長手方向（図８の上下方向）に直交するシート部材２９０の短手方向（図８の左右方向）に近接して配設されている。これら近接して配設された複数の肉取り孔２９０Ａによって、シート部材２９０には肉取り孔群Ｒ３が形成されている。肉取り孔群Ｒ３はそれぞれ１つの肉取り部とみなすことができ、肉取り孔群Ｒ３の前記長手方向における長さに対して肉取り孔群Ｒ３の前記短手方向における長さが長くなっている。なお、肉取り孔群Ｒ３の前記長手方向における長さは、各肉取り孔２９０Ａの前記長手方向における長さの合計値としてみなすことができ、肉取り孔群Ｒ３の前記短手方向における長さは、各肉取り孔２９０Ａの前記短手方向における長さと同じ長さとみなすことができる。各肉取り孔群Ｒ３の配設態様は、図７に示した肉取り孔１９０Ａの配設態様と略同一である。なお、互いに近接配置されて群をなす複数の肉取り孔２９０Ａの数は適宜変更可能である。このシート部材２９０の前記短手方向における両端部が互いに当接するように筒状に丸め成形することによって、肉取り部が設けられた内側管５２を形成することができる。これにより、前記長手方向と筒部５１の軸線方向とは同じ方向になり、前記短手方向と筒部５１の周方向とは同じ方向になる。また、図７に示す肉取り孔１９０Ａにしても、図８に示す肉取り孔２９０Ａにしても、中心線Ｌを境界として一端側（右端側）の領域に設けられた肉取り孔１９０Ａ，２９０Ａと、他端側（左端側）の領域に設けられた肉取り孔１９０Ａ，２９０Ａとが前記長手方向において互いに重なる位置や、互いに同様の位置に設けられていてもよい。

また、図９に示すように、内側管５２を構成するシート部材３９０に、肉取り孔群Ｒ４を形成してもよい。肉取り孔群Ｒ４は、シート部材３９０の短手方向（図９の左右方向）に３つ並んで配置された肉取り孔３９０Ａと、前記短手方向に２つ並んで配置された肉取り孔３９０Ｂとからなる。各肉取り孔３９０Ａ，３９０Ｂは略真円形状をなしている。各肉取り孔３９０Ａは、シート部材３９０の長手方向（図９の上下方向）と前記短手方向とにおいて互いに同じ間隔を隔てて配置されている。また、各肉取り孔３９０Ｂは、各肉取り孔３９０Ａの間に配置され、前記長手方向と前記短手方向において互いに同じ間隔を隔てて配置されている。各肉取り孔３９０Ｂの中心から近接する複数の肉取り孔３９０Ａの中心までの距離は等しくなっている。肉取り孔群Ｒ４は肉取り部を構成しており、各肉取り孔３９０Ａ，３９０Ｂの前記長手方向における長さの合計値である該肉取り孔群Ｒ４の前記長手方向における長さと、前記短手方向における各肉取り孔３９０Ａ，３９０Ｂの長さの合計値である該肉取り孔群Ｒ４の前記短手方向における長さとは等しくなっている。このシート部材３９０の前記短手方向における両端部を互いに接合して筒状に丸め成形することによっても、肉取り部が設けられた内側管５２を形成することができる。こうした構成のシート部材３９０では、各肉取り孔３９０Ａ，３９０Ｂの配設態様によって均一に丸め成形がしやすく、内側管５２の成形性が高められている。

また、図１０に示すように、シート部材４９０に複数の肉取り孔４９０Ａを形成してもよい。各肉取り孔４９０Ａは、その直径がｄ１からなる略真円形状をなしている。各肉取り孔４９０Ａはシート部材４９０の短手方向（図１０の左右方向）において上述した直径ｄ１と略同じ長さである距離ｄ２（ｄ１＝ｄ２）だけ離間して配置されている。シート部材４９０において、前記短手方向の各端に近接して設けられた各肉取り孔４９０Ａから該端までの距離ｄ３は、前記直径ｄ１の半分の長さに設定されている。このシート部材４９０を前記短手方向における両端部を互いに接合して筒状に丸め成形することにより、肉取り部が設けられた内側管５２を形成することができる。これにより、前記短手方向と筒部５１の周方向とが同じ方向になる。なお、シート部材４９０により筒部５１が形成された状態では、上記端同士が接合されて各端に近接して設けられた肉取り孔４９０Ａ同士の間隔が距離ｄ２（＝直径ｄ１）と同じになるため、各肉取り孔４９０Ａが前記周方向において該肉取り孔４９０Ａの直径と等しい間隔で配置されることになる。そのため、筒部５１は、周方向において、肉取り部と肉取り部ではない部分とが半分ずつの割合で存在することになる。このシート部材４９０であっても、上記シート部材３９０と同様に、均一に丸め成形がしやすくなり、内側管５２の成形性が高められる。なお、図９に示す肉取り孔３９０Ａ，３９０Ｂにしても、図１０に示す肉取り孔４９０Ａにしても、その個数、形状は変更可能である。例えば、各肉取り孔３９０Ａ，３９０Ｂ，４９０Ａの形状を、長円形状、菱形状、及び多角形状にしてもよい。

・シート部材９０，１９０，２９０，３９０，４９０を筒状に丸め成形することによって内側管５２を形成したが、内側管５２の形成方法はこうしたものに限られない。また、外側管５３もシート部材を筒状に丸め成形することによって形成したが、外側管５３の形成方法も上述したものに限られない。例えば、金属のブロック体を切削して筒状の内側管５２や外側管５３を形成してもよい。こうした構成では、筒状に形成した内側管５２に適宜孔加工を施すことにより貫通孔５２Ａを形成することができる。

・肉取り部として内側管５２に貫通孔５２Ａや肉取り孔１９０Ａ，２９０Ａ，３９０Ａ，３９０Ｂ，４９０Ａ等の孔を設けたが、肉取り部の構成はこうした孔構成に限られない。例えば、肉取り部として内側管５２に他の部分よりも肉厚の薄い薄肉構成の薄肉部を設けてもよい。

・肉取り部を内側管５２ではなく外側管５３に設けてもよい。また、肉取り部を内側管５２及び外側管５３の双方に設けてもよい。なお、外側管５３に肉取り部を設ける場合には、該肉取り部を外側管５３における係止部５３Ａから接合部５６までの領域に設けることが望ましい。

・係止部５３Ａを、筒部５１の第１領域Ｒ１に設けてもよい。
・貫通孔５２Ａの数は一つであってもよい。
・前記軸線方向において、肉取り部を接合部５６に跨った位置に設けてもよい。

・肉取り部は、前記軸線方向における長さと前記周方向における長さとが同じであってもよいし、前記軸線方向における長さに対して前記周方向における長さが短くてもよい。
・肉取り部を筒部５１の第２領域Ｒ２ではなく第１領域Ｒ１に設けてもよい。また、肉取り部を筒部５１の第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の双方に設けてもよい。

・第２領域Ｒ２を省略して、筒部５１を第１領域Ｒ１のみによって形成してもよい。すなわち、内側管５２、外側管５３、及び封止部５４のそれぞれの軸方向長さを同じにして、これらを前記軸線方向における位置が同一になるように互いに固定してもよい。

・封止部５４と筒部５１とを金属材料によって形成する場合には、一体物として構成してもよい。
・筒部５１は三層以上の層状構造であってもよい。

・筒部５１は、ダイアフラム４０から離間する側の端部が中空状になっていたが、この端部の内部に他の部材が設けられていてもよい。また、他の部材は、その一端部が筒部５１の前記端部に挿通されているとともにその他端部がハウジング３１に連結されたものであって、該他の部材によって筒部５１の前記端部とハウジング３１とが連結されていてもよい。この場合には、筒部５１の前記端部は自由端ではなく固定端となる。

・内側管５２と外側管５３とを接合態様は、内側管５２の一端と外側管５３の外周面との接合に限られず、例えば、内側管５２の内周面と外側管５３の外周面との接合であってもよい。この場合であっても、その接合部は、肉取り部よりもダイアフラム４０から離間した位置に配設する。

・筒内圧センサ３０の固有振動数Ａの設定態様は適宜変更可能である。例えば、ノッキングが生じているときの振動数よりも固有振動数Ａを小さくしてもよい。この構成では、少なくともプレイグニッションが生じているときに筒内圧センサ３０に共振が生じることを抑えることができる。また、内燃機関１０の通常運転領域における振動数の最小値（例えば、アイドル運転時における振動数）よりも固有振動数Ａを小さくしてもよい。

・シート部材９０，１９０，２９０，３９０，４９０の寸法や形状は適宜変更が可能である。例えば、シート部材９０，１９０，２９０，３９０，４９０は、筒状に丸め成形したときに、前記軸線方向の長さよりも前記周方向の長さの方が長くなるように長方形板状に形成してもよいし、正方形板状に形成してもよい。

１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…シリンダ、１３…ピストン、１４…シリンダヘッド、１５…燃焼室、１６…吸気ポート、１７…排気ポート、１８…吸気バルブ、１９…排気バルブ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…制御装置、３０…筒内圧センサ、３１…ハウジング、３２…端子、３３…回路部、３３Ａ…定電流回路、４０…ダイアフラム、４１…本体部、４１Ａ…可撓部、４２…延出部、４３…フランジ、４４…第１収容空間、５０…対向部材、５１…筒部、５２…内側管、５２Ａ…貫通孔（肉取り部）、５３…外側管、５３Ａ…係止部、５４…封止部、５５…第２収容空間、５６…接合部、６０…収容室、７０…センサ素子、７１…基台部、７１Ａ…他端面、７２…メサ部、７３…溝、７４…電極、７５…リード線、８０…力伝達部材、８１…ガラスブロック、８２…ロッド、９０，１９０，２９０，３９０，４９０…シート部材、９０Ａ…切り欠き孔、１９０Ａ，２９０Ａ，３９０Ａ，３９０Ｂ，４９０Ａ…肉取り孔。

Claims

筒状のハウジングと、
可撓性を有し、前記ハウジングの一端部に設けられたダイアフラムと、
前記ダイアフラムの内面と対向し、前記ダイアフラムとの間に収容室を形成する対向部材と、
前記収容室に収容されていて、前記ダイアフラムの変形に応じて出力信号が変化するセンサ素子と
を備える筒内圧センサであって、
前記対向部材は、内側管と外側管とを有する層状構造をなす筒状の筒部と、該筒部の内側に設けられて前記センサ素子が固定された封止部とを有し、該筒部には肉取り部が設けられており、前記内側管と前記外側管とは、前記肉取り部よりも前記ダイアフラムから離間した位置で接合されている筒内圧センサ。
前記筒部には、前記封止部をその内側に有する第１領域と、前記封止部をその内側に有しない第２領域とがあり、
前記肉取り部は、前記第２領域に設けられている
請求項１に記載の筒内圧センサ。
前記肉取り部は、前記筒部の軸線方向における長さに対して該軸線方向に直交する周方向における長さが長い
請求項１または２に記載の筒内圧センサ。
前記肉取り部は、貫通孔である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の筒内圧センサ。