JPH0342347Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の圧力センサに関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の燃焼室内の燃焼圧力を測定すること
により実際の燃焼状況を検出することができ、そ
のような検出値により空燃比等を制御することが
できる。さて、圧力センサを構成するために圧電
素子を利用することが従来から知られており、例
えば実開昭59−92832号公報にはデイーゼルエン
ジンの燃料噴射ポンプの噴射圧力を測定するため
に圧電素子とインピーダンス変換器を組みこんだ
圧力センサが開示されている。この圧力センサで
は、受圧部と圧電素子との間に反球状突起を有す
るプレートを介在させ、受圧部の変位を圧電素子
に一様に伝えるようにしている。そして、圧電素
子はハウジングに螺着されるホルダによつて受圧
部に押付けられる。

ところで、内燃機関の０〜100Kg／cm²燃焼圧力
を検出するためには、圧電素子に予め所定のプリ
ロードをかける必要があるが、前記公報のように
螺着されるホルダによつて圧電素子を受圧部に押
付けたのでは正確なプリロードをかけることがで
きない。正確なプリロードをかけるためには、第
４図に示されるように、圧電素子１０をスリーブ
１２に収容し、プリロードをかけた状態でスリー
ブ１２をインナケース１４に固定する方法が採用
される。インナケース１４は最終的にハウジング
１６に固定される。一方、ハウジング１６の先端
には検出すべき圧力を受けるために受圧部１８が
形成され、受圧部１８の変位が円筒状の断熱性圧
力伝達部材２０及びスリーブ１２の先端部を介し
て圧電素子１０へ伝達されるようになつている。
さらに、圧力伝達部材２０を所定の位置に保持す
るために、スリーブ１２の先端に突起２２が形成
され、圧力伝達部材２０がこの突起２２に嵌合さ
れる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第４図に示すような従来の構造では、圧電素子
１０の軸方向に圧力を正確に伝達する必要から、
圧力伝達部材２０の両端面の高い平行度が要求さ
れ、圧力伝達部材２０がセラミツク等で作られて
いる場合にはそのような加工が難しかつた。又、
セラミツク等でない場合でも、圧電素子の変位量
は非常に小さいために、正確な検出をするために
は高精度の平行度の加工が必要である。さらに、
このような圧力センサが第２図に示されるように
内燃機関のシリンダヘツドに取付けられるときに
は、受圧部１８が燃焼熱Ｈを受けて圧力伝達部材
２０を介してスリーブ１２へ伝導し、その中の圧
電素子１０に特性の変化が生じるおそれがあつ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためために、本考案によ
る内燃機関の圧力センサは、先端に受圧部を形成
したハウジングと、スリーブに収納されて、スリ
ーブとともにハウジング内に挿入された圧電素子
と、受圧部とスリーブとの間に配置されハウジン
グの径方向に移動可能に取付けられた圧力伝達部
材と、この圧力伝達部材と受圧部との間に接触し
て配置された球状圧力伝達部材とを具備すること
を特徴とする。

〔実施例〕

第１図は本考案の実施例の圧力センサ１００を
示し、第２図に示されるようにシリンダヘツド１
０２に取付けられる。圧電素子１０はこの実施例
においては円筒状に形成された水晶等の公知の素
材で作られる。圧電素子１０はその両端に絶縁材
２４，２６を配してスリーブ１２に収納され、そ
の外周面がスリーブ１２の内周面に接して一方の
電極を形成し、これはスリーブ１２、インナケー
ス１４、ハウジング１６を介してボデイアースさ
れる。圧電素子１０の内周面にはターミナル２８
が接触して配置され、ターミナル２８はリード線
３０を介して外部の信号処理装置へ接続される。

圧電素子１０を収納したスリーブ１２は、圧電
素子１０にプリロードをかけた状態でインナケー
ス１４に固定される。インナケース１４はリード
線３０を外部に取出すことができるようにして密
封状にハウジング１６に固定される。本考案にお
いては、ハウジング１６の先端の受圧部１８とス
リーブ１２との間に、球状圧力伝達部材３２と円
筒状圧力伝達部材３４とが配置される。これらの
圧力伝達部材３２，３４は好ましくはセラミツク
等の熱伝導性の悪い材料で作られる。

スリーブ１２はその先端面から突出するスタツ
ド状突起２２を有し、円筒状圧力伝達部材３４が
この突起２２に遊嵌合される。即ち、突起２２と
円筒状圧力伝達部材３４の中空穴との間にクリア
ランスがあり、これらが軸線のまわりに相互に移
動可能であるとともに、円筒状圧力伝達部材３４
はハウジング１６の径方向に移動可能である。こ
れはスリーブ１２とハウジング１６の芯違いを吸
収するものである。さらに、円筒状圧力伝達部材
３４の先端面には円錐形の凹部が形成され、これ
に対面する受圧部にも円錐形の凹部が形成されて
いる。球状圧力伝達部材３２はこれらの円錐形の
凹部に落ちこむように配置され、且つこのときに
円筒状圧力伝達部材３４の先端面と受圧部１８の
内面との間には間隔があるようになつている。こ
のように、球状圧力伝達部材３２を使用すること
によつて円筒状圧力伝達部材３４の両端面の平行
度並びに受圧部１８の内面のハウジング軸線に対
する直角度を厳密に規定することなく、検出すべ
き圧力を受ける受圧部１８の変位を正しく軸線方
向に圧電素子１０に伝達することができる。

第３図は第１図のＡ部の拡大図である。円筒状
圧力伝達部材３４の先端面の円錐形の凹部にさら
に球の一部からなる圧痕が設けられている。これ
によつて、組立時に、球状圧力伝達部材３２を、
遊嵌合によりスリーブ１２に支持されている円筒
状圧力伝達部材３４に確実に着座させることがで
き、この着座時に円筒状圧力伝達部材３４がスリ
ーブ１２に対してスライドして芯違いを吸収す
る。

さらに、受圧部１８と球状圧力伝達部材３２と
の間並びに球状圧力伝達部材３２と円筒状圧力伝
達部材３４との間の接触が円周状の線接触となつ
て、これら間の熱伝導が非常に小さくなり、圧電
素子１０に流入する熱が小さくなり、圧電素子１
０の温度特性に与える影響が低下する。

〔考案の効果〕

以上説明したようにに、本考案によれば圧力伝
達部材がハウジングに対して径方向に移動可能で
あることと球状圧力伝達部材を圧力伝達部材と受
圧部との間に設けることとが相俟つて、受圧部が
軸方向以外の方向から圧力を受けても圧電素子に
はこの力が正しく軸方向に伝達されるので、圧力
伝達部材の平行度等の高い加工精度が必要でなく
なり、また圧力伝達部材の組付けもさほど厳密に
行わなくてもよく、したがつて生産性の向上が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による圧力センサの断面図、第
２図は圧力センサの内燃機関への取付けを示す断
面図、第３図は第１図のＡ部の拡大図、第４図は
従来の圧力センサを説明する図である。 １０……圧電素子、１２……スリーブ、１４…
…インナケース、１６……ハウジング、３２……
球状圧力伝達部材、３４……円筒状圧力伝達部
材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端に受圧部を形成したハウジングと、スリー
   ブに収納された状態で該ハウジング内に挿入され
   た圧電素子と、前記受圧部と前記スリーブとの間
   に配置されハウジングの径方向に移動可能に取付
   けられた圧力伝達部材と、該圧力伝達部材と前記
   受圧部との間に接触して配置された球状圧力伝達
   部材とを具備する内燃機関の圧力センサ。