JP7002821B2

JP7002821B2 - Pressure sensor

Info

Publication number: JP7002821B2
Application number: JP2018159093A
Authority: JP
Inventors: 幸久伊藤; 洋平小山
Original assignee: A&D Co Ltd
Current assignee: A&D Co Ltd
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2038-08-28
Also published as: JP2020034325A

Description

本発明は圧力センサに係り、特にエンジン等の内燃機関のように温度変化の大きい環境で使用される圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor, and more particularly to a pressure sensor used in an environment with a large temperature change such as an internal combustion engine such as an engine.

エンジンの筒内圧力の変化を検出するために、エンジン内の壁面に圧力センサを取り付けることがある。圧力センサは様々な構成のものがあるが、ダイヤフラム式の圧力センサは、ダイヤフラムに圧電素子や歪みゲージ等が取り付けられており、ダイヤフラムの変化量を検出することによって圧力値を測定できるようになっている（特許文献１～４参照）。 A pressure sensor may be attached to the wall surface inside the engine to detect changes in the pressure inside the cylinder of the engine. There are various types of pressure sensors, but the diaphragm type pressure sensor has a piezoelectric element, strain gauge, etc. attached to the diaphragm, and the pressure value can be measured by detecting the amount of change in the diaphragm. (See Patent Documents 1 to 4).

ところで、ダイヤフラム式の圧力センサをエンジン等の内燃機関に用いると、内燃機関で発生する炎の影響によって測定精度が低下するという問題が発生する。具体的には、エンジン等で発生した炎がダイヤフラムに接触し、その炎の影響を受けてダイヤフラムが急激に温度上昇したり、ダイヤフラムに温度分布が発生してしまうため、測定精度が低下する。 By the way, when a diaphragm type pressure sensor is used in an internal combustion engine such as an engine, there arises a problem that the measurement accuracy is lowered due to the influence of the flame generated in the internal combustion engine. Specifically, a flame generated by an engine or the like comes into contact with the diaphragm, and the temperature of the diaphragm rises sharply under the influence of the flame, or a temperature distribution is generated in the diaphragm, so that the measurement accuracy is lowered.

そこで、特許文献１の圧力センサは、ダイヤフラムとセンシング部を離して配置し、伝達部材を介して連結することによって、熱が伝わりにくいにようになっている。さらに特許文献１は、放熱性を有するグリスを用いて熱を逃がすことによって、熱による測定精度への影響を抑制している。また、特許文献２の圧力センサは、ダイヤフラムとセンシング部を伝達部材で連結するとともにダイヤフラムをカバー部材で覆うことによって、ダイヤフラムに燃焼ガスが直接接触することを防止している。特許文献３の圧力センサは、ダイヤフラムを２つ用いるとともに、その２つのダイヤフラムの間に液体を液体を封入することによって熱の影響を抑制している。 Therefore, the pressure sensor of Patent Document 1 is arranged so that the diaphragm and the sensing portion are separated from each other and are connected via a transmission member so that heat is not easily transferred. Further, Patent Document 1 suppresses the influence of heat on the measurement accuracy by releasing heat by using grease having heat dissipation. Further, the pressure sensor of Patent Document 2 prevents the combustion gas from coming into direct contact with the diaphragm by connecting the diaphragm and the sensing portion with a transmission member and covering the diaphragm with a cover member. The pressure sensor of Patent Document 3 uses two diaphragms and suppresses the influence of heat by enclosing a liquid between the two diaphragms.

特許第５１４１２０２号Patent No. 5141202 特許第４９７３０９２号Patent No. 4973092 特許第４８４８９０４号Patent No. 4848904 特公平７－９７０５４Special fair 7-97054

しかしながら、従来のように熱伝達を抑制した場合、それに伴って圧力の伝達が阻害されてしまい、感度や応答性が低下するという問題が発生する。このため、従来の圧力センサは、エンジン内圧の過渡特性を調べることができなかった。また、従来の圧力センサは、熱の伝達を抑制するために、構成が複雑になってコストが上昇するという問題があった。 However, when the heat transfer is suppressed as in the conventional case, the pressure transfer is hindered accordingly, which causes a problem that the sensitivity and the responsiveness are lowered. Therefore, the conventional pressure sensor cannot examine the transient characteristics of the engine internal pressure. Further, the conventional pressure sensor has a problem that the configuration becomes complicated and the cost increases in order to suppress the heat transfer.

本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、炎による熱の影響を受けやすい環境下においても高い感度で圧力を検出することができ、且つ、単純な構造で低コストの圧力センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can detect pressure with high sensitivity even in an environment susceptible to heat from flames, and has a simple structure and low cost pressure. The purpose is to provide a sensor.

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、筒状部と、前記筒状部の一端に塞ぐように設けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに取り付けられた複数の歪みゲージと、を備えた圧力センサにおいて、前記筒状部の他端を塞ぐように設けられるとともに、前記筒状部の内側に一部が挿入されて、前記筒状部の内周面との間および前記ダイヤフラムとの間に隙間を形成する保護部材を備え、前記保護部材には、前記筒状部の内周面に向けて開口される横穴が形成されるとともに、その横穴を前記ダイヤフラムの反対側の面に連通させる縦穴が形成され、前記ダイヤフラムには、前記保護部材側の面に凹凸が形成され、前記保護部材には、前記ダイヤフラムに対向する面に前記凹凸に合わせた凸凹が形成されることを特徴とする圧力センサを提供する。 The invention according to claim 1 comprises a tubular portion, a diaphragm provided so as to close one end of the tubular portion, and a plurality of strain gauges attached to the diaphragm, in order to achieve the above object. In the provided pressure sensor, the pressure sensor is provided so as to close the other end of the tubular portion, and a part thereof is inserted inside the tubular portion so as to be between the inner peripheral surface of the tubular portion and the diaphragm. The protective member is provided with a protective member that forms a gap between the two, and the protective member is formed with a lateral hole that is opened toward the inner peripheral surface of the tubular portion, and the lateral hole is formed on the opposite surface of the diaphragm. A vertical hole for communication is formed , the diaphragm has irregularities on the surface on the protective member side, and the protective member has irregularities on the surface facing the diaphragm to match the irregularities. Provide a pressure sensor.

本発明によれば、測定対象である流体（たとえば燃焼ガス）の圧力変動は、縦穴を通って横穴に入った後、保護部材と筒状部の隙間を通り、さらに保護部材とダイヤフラムの隙間を通ってダイヤフラムに伝達される。したがって、測定対象の流体に炎を伴う場合であっても、炎は縦穴から横穴を通ってから隙間に迂回する流路を通るので、炎がダイヤフラムに直線的に吹き付けることを防止できる。さらに、ダイヤフラムと保護部材との間には隙間があるだけなので、ダイヤフラムに接する流体が持つ熱量は非常に小さい。したがって、ダイヤフラムに多量の熱量が一気に伝わって、ダイヤフラムが急激に温度上昇したり、ダイヤフラムに極端な温度分布が発生したりすることを防止できる。これにより、ダイヤフラムに取り付けた複数の歪みゲージに温度差が発生することを防止することができ、精度の低下を抑制することができる。 According to the present invention, the pressure fluctuation of the fluid to be measured (for example, combustion gas) passes through the vertical hole, enters the horizontal hole, passes through the gap between the protective member and the cylindrical portion, and further passes through the gap between the protective member and the diaphragm. It is transmitted to the diaphragm through it. Therefore, even when the fluid to be measured is accompanied by a flame, the flame passes through a flow path that detours from the vertical hole to the horizontal hole and then to the gap, so that the flame can be prevented from being blown linearly to the diaphragm. Further, since there is only a gap between the diaphragm and the protective member, the amount of heat possessed by the fluid in contact with the diaphragm is very small. Therefore, it is possible to prevent a large amount of heat from being transmitted to the diaphragm at once, causing the temperature of the diaphragm to rise sharply or an extreme temperature distribution to occur in the diaphragm. As a result, it is possible to prevent a temperature difference from occurring in a plurality of strain gauges attached to the diaphragm, and it is possible to suppress a decrease in accuracy.

また、本発明によれば、ダイヤフラムに凹凸が形成されているような場合であっても、保護部材に凸凹を形成することによって、ダイヤフラムと保護部材の隙間を略一定にすることができる。したがって、ダイヤフラムの凸部に大きな熱量が一気に伝わることを抑制することができる。 Further, according to the present invention, even when the diaphragm has irregularities, the gap between the diaphragm and the protective member can be made substantially constant by forming the irregularities on the protective member. Therefore, it is possible to suppress the transfer of a large amount of heat to the convex portion of the diaphragm at once.

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記縦穴は、前記筒状部の中心軸に沿って形成されることを特徴とする。本発明によれば、保護部材の縦穴が筒状部の中心軸に沿って形成されているので、保護部材の縦穴から筒状部への熱伝達が中心軸を中心として略均等になるので、熱が不均一に伝わって測定精度に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1 , characterized in that the vertical hole is formed along the central axis of the tubular portion. According to the present invention, since the vertical hole of the protective member is formed along the central axis of the tubular portion, the heat transfer from the vertical hole of the protective member to the tubular portion becomes substantially uniform around the central axis. It is possible to prevent the heat from being transferred unevenly and adversely affecting the measurement accuracy.

請求項３に記載の発明は請求項１または２の発明において、前記横穴は、前記筒状部の中心軸に直交するように形成されることを特徴とする。本発明によれば、保護部材の横穴が筒状部の中心軸と直交するように形成されるので、縦穴を通って伝わった火炎は筒状部の内周面に向けて確実に方向転換させられる。したがって、火炎がダイヤフラムに直線的に進んで接触することを防止することができる。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 1 or 2 , the lateral hole is formed so as to be orthogonal to the central axis of the tubular portion. According to the present invention, since the horizontal hole of the protective member is formed so as to be orthogonal to the central axis of the tubular portion, the flame transmitted through the vertical hole is surely turned toward the inner peripheral surface of the tubular portion. Be done. Therefore, it is possible to prevent the flame from advancing linearly and coming into contact with the diaphragm.

請求項４に記載の発明は請求項１～３のいずれか１の発明において、前記保護部材は、前記筒状部と同じ材質で形成されることを特徴とする。本発明によれば、保護部材から筒状部への熱伝達がスムーズになり、保護部材に熱がこもることを抑制することができる。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , wherein the protective member is made of the same material as the tubular portion. According to the present invention, heat transfer from the protective member to the tubular portion becomes smooth, and heat can be suppressed from being trapped in the protective member.

本発明によれば、縦穴と横穴を有する保護部材を設けることによって、燃焼ガス中の炎がダイヤフラムに対して直線的に進んで接触することを抑制したので、ダイヤフラムに不均一な温度分布が形成されることを抑制することができ、測定精度を向上させることができる。また、保護部材をダイヤフラムに対して隙間を持って配置したので、ダイヤフラムに接する流体が持つ熱量が小さくなり、大きな熱量がダイヤフラムに一気に流れて温度分布が発生することを抑制することができ、測定精度を向上させることができる。 According to the present invention, by providing a protective member having a vertical hole and a horizontal hole, it is possible to prevent the flame in the combustion gas from linearly advancing and contacting the diaphragm, so that a non-uniform temperature distribution is formed in the diaphragm. It can be suppressed and the measurement accuracy can be improved. In addition, since the protective member is arranged with a gap with respect to the diaphragm, the amount of heat possessed by the fluid in contact with the diaphragm becomes small, and it is possible to prevent a large amount of heat from flowing to the diaphragm at once to generate a temperature distribution, and measurement is possible. The accuracy can be improved.

本発明が適用された圧力センサの取付状態を示す断面図Cross-sectional view showing the mounting state of the pressure sensor to which the present invention is applied. 図１の要部を拡大した断面図An enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 図２の保護部材を取り外した状態を示す断面図A cross-sectional view showing a state in which the protective member of FIG. 2 is removed. 保護部材を示す斜視図Perspective view showing the protective member 本発明の圧力センサの効果を示す説明図Explanatory drawing which shows the effect of the pressure sensor of this invention 比較例の圧力センサを示す説明図Explanatory drawing showing a pressure sensor of a comparative example

図１は本発明が適用された圧力センサの取付状態を示す断面図であり、図２は図１の圧力センサを拡大した断面図である。図３は、図２の保護部材を取り外した状態の断面図であり、図４は保護部材の斜視図を示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting state of the pressure sensor to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the pressure sensor of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view in a state where the protective member of FIG. 2 is removed, and FIG. 4 shows a perspective view of the protective member.

図１に示すように、圧力センサ１０はハウジング部材１２の先端（図１の下端）に取り付けられている。ハウジング部材１２は、金属材によって略筒状に形成されており、外周面の中間部に雄ねじ（不図示）が形成され、この雄ねじによって、エンジン等の被測定対象（不図示）に取り付けられる。ハウジング部材１２の上部には、コネクタ部材（不図示）が設けられており、後述の歪ゲージ１８に接続されたケーブルがコネクタを介して引き出される。 As shown in FIG. 1, the pressure sensor 10 is attached to the tip end (lower end of FIG. 1) of the housing member 12. The housing member 12 is formed of a metal material in a substantially cylindrical shape, and a male screw (not shown) is formed in the middle portion of the outer peripheral surface, and the male screw is attached to an object to be measured (not shown) such as an engine. A connector member (not shown) is provided on the upper portion of the housing member 12, and a cable connected to the strain gauge 18 described later is drawn out via the connector.

圧力センサ１０は、ステンレス等の金属によって一体形成された筒状部１４とダイヤフラム１６を備える。筒状部１４は、円筒状に形成されており、前述のハウジング部材１２の先端に挿入され、溶接される。一方、ダイヤフラム１６は、薄膜状に形成されており、筒状部１４の一端を閉塞するように設けられている。 The pressure sensor 10 includes a tubular portion 14 integrally formed of a metal such as stainless steel and a diaphragm 16. The tubular portion 14 is formed in a cylindrical shape, is inserted into the tip of the housing member 12 described above, and is welded. On the other hand, the diaphragm 16 is formed in a thin film shape, and is provided so as to close one end of the tubular portion 14.

図３に示すように、ダイヤフラム１６は、筒状部１４の内側の面に（すなわち図中、下側の面に）凹凸が形成されている。具体的には、中心部に凸部１６Ｘが円状に形成されており、その周囲に凹部１６Ｙが円環状に形成されている。したがって、ダイヤフラム１６は中央部が厚く、その外側に薄肉部が形成されており、薄肉部で変形しやすく構成されている。 As shown in FIG. 3, the diaphragm 16 has irregularities formed on the inner surface of the tubular portion 14 (that is, on the lower surface in the figure). Specifically, the convex portion 16X is formed in a circular shape in the central portion, and the concave portion 16Y is formed in an annular shape around the convex portion 16X. Therefore, the diaphragm 16 has a thick central portion and a thin-walled portion formed on the outer side thereof, and the thin-walled portion is easily deformed.

歪みゲージ１８はダイヤフラム１６の薄肉部に複数ヶ所に貼り付けられている。この複数の歪みゲージ１８は、ブリッジ回路を構成するように接続されており、ダイヤフラム１６が変形した際に電流が流れ、その電流を計測することによってダイヤフラム１６が受けた圧力値に変換できるようになっている。 The strain gauge 18 is attached to the thin portion of the diaphragm 16 at a plurality of places. The plurality of strain gauges 18 are connected so as to form a bridge circuit, so that a current flows when the diaphragm 16 is deformed, and the pressure value received by the diaphragm 16 can be converted by measuring the current. It has become.

筒状部１４の他方側（図１の下側）の端部には、保護部材２０が取り付けられている。保護部材２０は、ステンレス等の金属によって略円柱状に形成されており、その一部が筒状部１４の内部に挿入された状態で固定される。具体的に説明すると、保護部材２０は、筒状部１４の内径よりも大きい外径の大径部２０Ａと、筒状部１４の内径よりも僅かに小さい外径の小径部２０Ｂとから成り、小径部２０Ｂが筒状部１４の内部に挿入され、且つ、大径部２０Ａが筒状部１４の端面に当接した状態で固定される。その際、保護部材２０は、その中心軸が筒状部１４の中心軸と一致した状態で固定され、小径部２０Ｂの外周面と筒状部１４の内周面の間には、均一な大きさの隙間が形成される。 A protective member 20 is attached to the other end (lower side of FIG. 1) of the tubular portion 14. The protective member 20 is formed in a substantially cylindrical shape by a metal such as stainless steel, and a part thereof is fixed in a state of being inserted inside the tubular portion 14. Specifically, the protective member 20 is composed of a large diameter portion 20A having an outer diameter larger than the inner diameter of the tubular portion 14 and a small diameter portion 20B having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the tubular portion 14. The small diameter portion 20B is inserted into the tubular portion 14, and the large diameter portion 20A is fixed in contact with the end surface of the tubular portion 14. At that time, the protective member 20 is fixed in a state where its central axis coincides with the central axis of the tubular portion 14, and has a uniform size between the outer peripheral surface of the small diameter portion 20B and the inner peripheral surface of the tubular portion 14. A gap is formed.

図３に示すように、小径部２０Ｂの端面には、前述のダイヤフラム１６の凹凸に対応する凸凹が形成されている。すなわち、小径部２０Ｂの端面の中央部には、凹部２０Ｘが円状に形成されており、その周囲には凸部２０Ｙが円環状に形成されている。したがって、保護部材２０を筒状部１４に取り付けると、ダイヤフラム１６の凸部１６Ｘが保護部材２０の凹部２０Ｘ内に配置され、保護部材２０の凸部２０Ｙがダイヤフラム１６の凹部１６Ｙ内に配置される。これにより、ダイヤフラム２０と保護部材２０は非接触状態のまま、略一定の隙間が維持される。 As shown in FIG. 3, the end surface of the small diameter portion 20B is formed with irregularities corresponding to the irregularities of the diaphragm 16 described above. That is, the concave portion 20X is formed in a circular shape in the central portion of the end surface of the small diameter portion 20B, and the convex portion 20Y is formed in an annular shape around the concave portion 20X. Therefore, when the protective member 20 is attached to the tubular portion 14, the convex portion 16X of the diaphragm 16 is arranged in the concave portion 20X of the protective member 20, and the convex portion 20Y of the protective member 20 is arranged in the concave portion 16Y of the diaphragm 16. .. As a result, a substantially constant gap is maintained while the diaphragm 20 and the protective member 20 remain in a non-contact state.

図２および図３に示すように、保護部材２０には、横穴２０Ｃと縦穴２０Ｄが形成されている。横穴２０Ｃは、保護部材２０の中心軸と直交する方向に形成されるとともに、小径部２０Ｂを貫通するように形成されている。したがって、横穴２０Ｃの２つの開口部は、小径部２０Ｂの外周面に配置されており、保護部材２０を筒状部１６に取り付けた際には筒状部１６の内周面に対向して配置される。一方、縦穴２０Ｄは、外径部２０Ａの端面から中心軸に沿って横穴２０Ｃまで形成されており、縦穴２０Ｄが横穴２０Ｃに連通されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the protective member 20 is formed with a horizontal hole 20C and a vertical hole 20D. The lateral hole 20C is formed in a direction orthogonal to the central axis of the protective member 20, and is formed so as to penetrate the small diameter portion 20B. Therefore, the two openings of the horizontal hole 20C are arranged on the outer peripheral surface of the small diameter portion 20B, and when the protective member 20 is attached to the tubular portion 16, they are arranged so as to face the inner peripheral surface of the tubular portion 16. Will be done. On the other hand, the vertical hole 20D is formed from the end surface of the outer diameter portion 20A to the horizontal hole 20C along the central axis, and the vertical hole 20D communicates with the horizontal hole 20C.

上記の如く構成された圧力センサ１０は、保護部材２０が測定エリア側（たとえばエンジン内）になるように配置される。このとき、測定エリアは、保護部材２０の縦穴２０Ｄと横穴２０Ｃ、さらには、保護部材２０と筒状部１４の隙間と、保護部材２０とダイヤフラム１６の隙間を介して、ダイヤフラム１６まで空間がつながっている。したがって、測定エリアで圧力変動が生じると、ダイヤフラム１６が変形するので、歪みゲージ１８によってそれを検出することができ、圧力を計測することができる。このように本発明の圧力センサ１０は、測定エリアがダイヤフラム１６までつながっているので、（すなわち他の部材や流体を途中に介在させた構造の圧力センサと異なるので）計測精度が高く、さらに応答性が良いという特徴を有する。したがって、エンジンの圧力の過渡特性を調べることができる。 The pressure sensor 10 configured as described above is arranged so that the protective member 20 is on the measurement area side (for example, in the engine). At this time, in the measurement area, the space is connected to the diaphragm 16 through the vertical hole 20D and the horizontal hole 20C of the protective member 20, the gap between the protective member 20 and the tubular portion 14, and the gap between the protective member 20 and the diaphragm 16. ing. Therefore, when the pressure fluctuation occurs in the measurement area, the diaphragm 16 is deformed, so that it can be detected by the strain gauge 18, and the pressure can be measured. In this way, the pressure sensor 10 of the present invention has a high measurement accuracy because the measurement area is connected to the diaphragm 16 (that is, different from the pressure sensor having a structure in which other members or fluids are interposed in the middle), and further responds. It has the characteristic of having good sex. Therefore, the transient characteristics of the engine pressure can be investigated.

次に図５、図６を用いて本発明の圧力センサ１０の効果を説明する。図５は本発明の圧力センサ１０を示しており、図６は比較例として保護部材２０の無い圧力センサを示している。また、図５、図６は測定エリアで炎が発生した状況を示している。 Next, the effect of the pressure sensor 10 of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows the pressure sensor 10 of the present invention, and FIG. 6 shows the pressure sensor without the protective member 20 as a comparative example. Further, FIGS. 5 and 6 show a situation in which a flame is generated in the measurement area.

図６に示すように、比較例の圧力センサは、測定エリアで炎が発生すると、炎が筒状部１４の内部にそのまま直線的に進入し、ダイヤフラム１６に接触する。このため、ダイヤフラム１６の温度が急上昇してしまい、測定精度が低下するという問題が発生する。特に、ダイヤフラム１６に凹凸がある場合は、凸部１６Ｘに熱が伝わりやすく、その熱が周囲に伝達されることによって、凸部１６Ｘの周囲での温度勾配が大きくなる。その結果、薄肉部に貼り付けた複数の歪みゲージ１８では温度差が発生するので、ブリッジ回路の平衡が崩れてしまい、測定精度が大きく低下することになる。また、図６の圧力センサは、ダイヤフラム１６と接する空間が大きく、その空間が保有する熱量も大きいので、ダイヤフラム１６に伝わる熱量も大きくなり、測定精度が低下する要因となる。 As shown in FIG. 6, in the pressure sensor of the comparative example, when a flame is generated in the measurement area, the flame enters the inside of the tubular portion 14 as it is and comes into contact with the diaphragm 16. Therefore, the temperature of the diaphragm 16 rises sharply, which causes a problem that the measurement accuracy is lowered. In particular, when the diaphragm 16 has irregularities, heat is easily transferred to the convex portion 16X, and the heat is transferred to the surroundings, so that the temperature gradient around the convex portions 16X becomes large. As a result, a temperature difference occurs in the plurality of strain gauges 18 attached to the thin-walled portion, so that the equilibrium of the bridge circuit is lost and the measurement accuracy is greatly reduced. Further, since the pressure sensor of FIG. 6 has a large space in contact with the diaphragm 16 and a large amount of heat possessed by the space, the amount of heat transferred to the diaphragm 16 also increases, which causes a decrease in measurement accuracy.

これに対して図５に示す本発明の圧力センサ１０は、測定エリアで炎が発生すると、炎はまず縦穴２０Ｄを通って保護部材２０の内部に侵入する。その後、炎は保護部材２０の横穴２０Ｃに進まなければならず、直線的に進むことができない。また、横穴２０Ｃの後は、筒状部１４と保護部材２０の隙間、保護部材２０とダイヤフラム１６の隙間を通らなければならず、ダイヤフラム１６まで（特にダイヤフラム１６の凸部１６Ｘまで）進入しにくい。したがって、火炎がダイヤフラム１６に直接触れることを防止することができ、ダイヤフラム１６が急激に温度上昇することを抑制することができる。また、ダイヤフラム１６に接する空間は、ダイヤフラム１６と保護部材２０の隙間だけであり、非常に小さい空間なので、保有する熱量も小さく、ダイヤフラム１６に大量の熱が一気に伝わって急激に温度上昇することを抑制できる。 On the other hand, in the pressure sensor 10 of the present invention shown in FIG. 5, when a flame is generated in the measurement area, the flame first enters the inside of the protective member 20 through the vertical hole 20D. After that, the flame must travel to the lateral hole 20C of the protective member 20 and cannot travel linearly. Further, after the horizontal hole 20C, it is necessary to pass through the gap between the cylindrical portion 14 and the protective member 20 and the gap between the protective member 20 and the diaphragm 16, and it is difficult to enter the diaphragm 16 (particularly up to the convex portion 16X of the diaphragm 16). .. Therefore, it is possible to prevent the flame from directly touching the diaphragm 16, and it is possible to prevent the temperature of the diaphragm 16 from rising sharply. Further, the space in contact with the diaphragm 16 is only the gap between the diaphragm 16 and the protective member 20, and since it is a very small space, the amount of heat possessed is small, and a large amount of heat is transferred to the diaphragm 16 at once and the temperature rises sharply. Can be suppressed.

さらに、本発明の圧力センサ１０は、ダイヤフラム１６の凹凸に合わせて保護部材２０に凸凹が形成されており、ダイヤフラム１６と保護部材２０が略一定の隙間になっている。このため、ダイヤフラム１６に接する空間が保有する熱量に偏りが少ないので、ダイヤフラム１６の特定の箇所に熱が偏って伝わることを抑制することができ、ダイヤフラム１６に温度勾配が生じることを抑制することができる。 Further, in the pressure sensor 10 of the present invention, the protective member 20 is formed with irregularities in accordance with the unevenness of the diaphragm 16, and the diaphragm 16 and the protective member 20 have a substantially constant gap. Therefore, since there is little bias in the amount of heat possessed by the space in contact with the diaphragm 16, it is possible to suppress the uneven transfer of heat to a specific portion of the diaphragm 16 and to suppress the occurrence of a temperature gradient in the diaphragm 16. Can be done.

また、本発明の圧力センサ１０は、保護部材２０の縦穴２０Ｄが中心軸に沿って形成されているので、炎から縦穴２０Ｄの壁面に伝わった熱は中心軸を中心として均等に伝達される。さらに保護部材２０が筒状部１４と同じ材質で形成されているので、保護部材２０の熱は筒状部１４にスムーズに伝達され、保護部材２０が効率良く冷却される。 Further, in the pressure sensor 10 of the present invention, since the vertical hole 20D of the protective member 20 is formed along the central axis, the heat transferred from the flame to the wall surface of the vertical hole 20D is evenly transmitted around the central axis. Further, since the protective member 20 is made of the same material as the tubular portion 14, the heat of the protective member 20 is smoothly transferred to the tubular portion 14, and the protective member 20 is efficiently cooled.

以上説明したように本発明の圧力センサ１０によれば、縦穴２０Ｃと横穴２０Ｄを有する保護部材２０を設けることによって、燃焼ガス中の炎がダイヤフラム１６に対して直線的に進んで接触することを抑制したので、ダイヤフラム１６に不均一な温度分布が形成されることを抑制することができ、測定精度を向上させることができる。また、保護部材２０をダイヤフラム１６に対して隙間を持って配置したので、ダイヤフラム１４に接する流体が持つ熱量が小さくなり、ダイヤフラム１４に大きな熱量が一気に流れて温度分布が発生することを抑制することができ、測定精度を向上させることができる。さらに本発明の圧力センサ１０は、保護部材２０を取り付けるだけなので、簡易な構成であり、低コストである。 As described above, according to the pressure sensor 10 of the present invention, by providing the protective member 20 having the vertical hole 20C and the horizontal hole 20D, the flame in the combustion gas advances linearly and contacts the diaphragm 16. Since it is suppressed, it is possible to suppress the formation of a non-uniform temperature distribution in the diaphragm 16, and it is possible to improve the measurement accuracy. Further, since the protective member 20 is arranged with a gap with respect to the diaphragm 16, the amount of heat possessed by the fluid in contact with the diaphragm 14 becomes small, and a large amount of heat flows to the diaphragm 14 at once to suppress the generation of temperature distribution. And the measurement accuracy can be improved. Further, since the pressure sensor 10 of the present invention only has the protective member 20 attached, it has a simple configuration and is low in cost.

なお、上述した実施の形態では、保護部材２０をステンレス等の金属で形成したが、保護部材２０の材質はこれに限定されるものでは無く、様々な態様が可能である。ただし、熱伝達の観点から筒状部１４と同じ材質、または同じ熱伝達率の材質が望ましい。 In the above-described embodiment, the protective member 20 is made of a metal such as stainless steel, but the material of the protective member 20 is not limited to this, and various embodiments are possible. However, from the viewpoint of heat transfer, a material having the same material as the tubular portion 14 or a material having the same heat transfer coefficient is desirable.

また、上述した実施の形態では、保護部材２０の縦穴２０Ｄを中心軸に沿って１つのみ形成したが、縦穴２０Ｄの形状、個数、配置等はこれに限定するものではなく、様々な態様が可能である。たとえば、中心軸と平行に複数の縦穴２０Ｄを形成しても良いし、縦穴２０Ｄを少し傾けて形成してもよい。また、径が徐々に大きくなる、或いは徐々に小さくなるような縦穴２０Ｄを形成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, only one vertical hole 20D of the protective member 20 is formed along the central axis, but the shape, number, arrangement, etc. of the vertical hole 20D are not limited to this, and various aspects may be used. It is possible. For example, a plurality of vertical holes 20D may be formed parallel to the central axis, or the vertical holes 20D may be formed at a slight inclination. Further, the vertical hole 20D may be formed so that the diameter gradually increases or decreases.

また、上述した実施の形態では、保護部材２０の横穴２０Ｃを中心軸と直交する方向に２つ設けたが、横穴２０Ｃの形状、個数、配置等はこれに限定するものではなく、様々な態様が可能である。たとえば、中心軸の直交方向から傾けた横穴２０Ｃを形成したり、中心軸に向けて複数の横穴２０Ｃを形成したりしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, two horizontal holes 20C of the protective member 20 are provided in a direction orthogonal to the central axis, but the shape, number, arrangement, etc. of the horizontal holes 20C are not limited to this, and various embodiments are made. Is possible. For example, the horizontal holes 20C inclined from the direction orthogonal to the central axis may be formed, or a plurality of horizontal holes 20C may be formed toward the central axis.

１０…圧力センサ、１２…ハウジング部材、１４…筒状部、１６…ダイヤフラム、１８…歪みゲージ、２０…保護部材、２０Ａ…大径部、２０Ｂ…小径部、２０Ｃ…横穴、２０Ｄ…縦穴 10 ... Pressure sensor, 12 ... Housing member, 14 ... Cylindrical part, 16 ... Diaphragm, 18 ... Strain gauge, 20 ... Protective member, 20A ... Large diameter part, 20B ... Small diameter part, 20C ... Horizontal hole, 20D ... Vertical hole

Claims

In a pressure sensor including a tubular portion, a diaphragm provided so as to close one end of the tubular portion, and a plurality of strain gauges attached to the diaphragm.
It is provided so as to close the other end of the tubular portion, and a part thereof is inserted inside the tubular portion to form a gap between the inner peripheral surface of the tubular portion and the diaphragm. Equipped with a protective member to
The protective member is formed with a horizontal hole that is opened toward the inner peripheral surface of the tubular portion, and a vertical hole that allows the horizontal hole to communicate with the opposite surface of the diaphragm .
The pressure sensor is characterized in that the diaphragm is formed with irregularities on the surface on the side of the protective member, and the protective member is formed with irregularities matching the irregularities on the surface facing the diaphragm .

The pressure sensor according to claim 1, wherein the vertical hole is formed along a central axis of the tubular portion .

The pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the lateral hole is formed so as to be orthogonal to the central axis of the tubular portion .

The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the protective member is made of the same material as the tubular portion .