JPH0351727Y2

JPH0351727Y2 -

Info

Publication number: JPH0351727Y2
Application number: JP1986175983U
Authority: JP
Priority date: 1986-11-15
Filing date: 1986-11-15
Publication date: 1991-11-07
Also published as: JPS6381230U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は、内燃機関のシリンダー内圧の変化を
検知する圧力センサーに関する。

＜従来技術＞シリンダー内の、燃料噴射、燃焼、ノツキング
等に伴う圧力変化を、圧力素子板の圧縮歪に伴っ
て生ずる信号出力により検出するセンサーは、
種々提案されている。

第２図は、この種の圧力センサーの一例を示す
ものである。

図中１は、その細径周面にシリンダーブロツク
に螺合する螺子部２が形成された筒状の取付金具
であつて、その中心には、長手方向に沿つて装着
孔３が形成されている。前記装着孔３の中央部に
は細径の導通孔４が、その前部には検出孔５が、
さらにその後部には大径孔６が夫々形成されてい
る。前記検出孔５内には、その奥段面５ａ側に、
環状の絶縁板７、導電体８、電極を上下主表面に
形成されたPZT等の材料による圧電素子板９等
が順次積層状に配設され、その周囲を絶縁材１１
で覆って取付金具１と絶縁している。

さらに、前記検出孔５には圧力電圧伝達扞１２
が挿通され、その検知端をダイヤフラム１３に接
合して覆い、その後端を前記圧電素子板９側に圧
接して封入されている。前記ダイヤフラム１３
は、雄螺子１４を螺進して予圧をかけながらアル
ゴン溶接等の手段で前記圧力伝達杆１２の下端と
接合する。そして前記圧電素子板９の上面電極
は、導電体８に半田付けされたリード線ｘにより
導通孔４から、大径孔６側に電気的に引出されて
おり、さらにケーブルｙにより外部に取出され
る。

前記構成からなる圧力センサーは、螺子部２を
シリンダーブロツクに装着して、取付金具１先端
を該シリンダー内に露出して装着される。この装
着状態で、シリンダー内に圧力変動が生ずると、
前記圧力伝達扞１２の先端にダイヤフラム１３を
介して圧力が作用する。このため、該圧力により
圧電素子板９が、奥段面５ａ側へ圧縮され、その
圧縮歪により電荷を発生する。かかる電荷は電圧
として前記ケーブルｙにより外部へ取出される。

＜考案が解決しようとする問題点＞ところで、前記構成にあつて、取付金具１はエ
ンジンブロツクに固定する際に塑性変形を生じ、
このため、圧電素子板９等の各検出部材間の接合
圧が緩み、出力特性が変化する欠点があつた。ま
たこの現象は、圧電素子板９等の各検出部材と、
金具１との相対的寸法変化によつても生ずるか
ら、熱膨張、熱収縮によつても起る。

本考案は、前記従来欠点の除去を目的とするも
のである。

＜問題点を解決するための手段＞本考案は、内燃機関のシリンダーブロツクに装
着される取付金具内に貫通孔を形成し、該貫通孔
内に、貫通孔よりも径小な、圧電素子板、圧力伝
達扞等の検出部材を収納した内筒を配設して取付
金具側に部分固定し、さらに該内筒のシリンダー
側端から突出する圧力伝達扞の検知端を、取付金
具の貫通孔端部を覆う金属製ダイアフラムと連結
するとともに、前記貫通孔の内部に、電気的に絶
縁性のある液体を封入し、貫通孔の上部位置で取
付金具を肉厚とし、その周面に放熱フインを設け
たことを特徴とするものである。

前記絶縁性液体としては、シリコンオイル、フ
ロリナート（フツ素系不活性液体）等、種々の材
料がある。

＜作用＞各検出部材を収納する内筒は、取付金具に部分
固定され、貫通孔内に収納されている。このため
取付金具に縦方向の寸法変化を生じても、貫通孔
の内壁と内筒周囲に生じている間隙により暖衝さ
れ、内筒に対する影響が可及的に除去される。而
て、内筒の容積に影響を与えないから、該内筒内
の各検出部材間で緩みを生ずることがない。

一方、内筒が貫通孔内で取付金具と分離して固
定されているため、該内筒での熱滞留が問題とな
り得るが、貫通孔内には絶縁性液体が封入されて
いるため、該絶縁性液体を伝達して貫通孔の上部
位で取付金具の周面に設けた放熱フインから熱が
放散されるから、内筒に蓄熱されることはない。

すなわち、貫通孔の内壁と内筒周囲の間隙によ
り、該内筒周囲にも絶縁性液体は充填され、該液
体は、先端部で加熱されて上昇し、取付金具の上
部の放熱フインで冷却される。そしてこの絶縁性
液体の対流により、内筒が冷却されることとな
る。このため前記した蓄熱が防止されるととも
に、急激な温度変化をも緩和し得る。

＜実施例＞第１図は、本考案の一実施例を示す。

その細径周面にシリンダーブロツクを螺合する
螺子部２０ａが形成された筒状の取付金具２０の
上部は肉厚とし、その周面に溝を形成して、これ
を放熱フイン２１としている。またその中心に
は、長手方向に沿つて、その先端にまで開口する
貫通孔２２が形成されている。

前記貫通孔２２には、下端が開口し、上端には
リード線ｘの挿入孔２４が形成された内筒２３が
嵌装されている前記内筒２３の外径は、貫通孔２
２の内径よりも少し小さくして、内筒２３の外周
と貫通孔２２の内壁間に周囲間隙ｓを生ずるよう
にしている。また内筒２３の下部内周面には雌螺
子２５が形成されている。

前記内筒２３の下部周面には取付鍔２６が形成
されており、該取付鍔２６を取付金具２０の下端
に溶着することにより、該取付金具２０に対して
内筒２３を部分固定するようにしている。

また貫通孔２２内には、電気的に絶縁性のある
液体が封入されている。前記絶縁性液体は内
筒２３の外周と貫通孔２２の内壁間の周囲間隙ｓ
にも当然ながら充填されている。

この絶縁性液体は、シリコンオイル、フロリ
ナート（フッ素系不活性液体）等の材料から選ば
れる。

さらにまた前記内筒２３の内部には、奥断面２
３ａ側に、絶縁体２７、パッキン２８、スペーサ
２９、環状の導電筒片３０、端子板３１、電極を
上下主表面に形成されたPZT等の材料による圧
電素子板３２及び端子板３３が順次積層状に配設
され、その周囲を絶縁材３４で覆って内筒２３と
絶縁している。また端子板３１の上面からは、後
記するリード線ｘが接続される接続用舌片３１ａ
が突接し、前記導電筒片３０の孔部に挿通してい
る。そして前記圧電素子板３２の上面電極は、端
子板３１の接続用舌片３１ａに接続されたリード
線ｘを介してケーブルｙに電気的に接続してい
る。

さらには絶縁体２７、パッキン２８、スペーサ
２９は接続用舌片３１ａ及び挿入孔２４と上下で
一致してリード線ｘを通入可能とする透孔が形成
されている。

前記内筒２３の内部には、さらに圧力伝達扞３
６が挿通されてその後端を端子板３３の下面に当
接している。前記圧力伝達扞３６は先端部を径小
とし、その中央部に段部形成して、該段部下面を
当接顎面３７としている。

さらにまた、内筒２３には、圧力伝達扞３６の
径小部の周囲位置で、筒状螺子３８が雌螺子２５
に沿つて螺入される。そしてその緊締状態で、筒
状螺子３８の上端の係止管部３８ａは、前記圧力
伝達扞３６の当接顎面３７側に圧接する。そして
この筒状螺子３８の螺子込みにより圧電素子板３
２に所要の予圧力が付与される。

この予圧印加は、各検出部材の体積変化を吸収
し、内筒２３の内部に緊密に封入されるようにす
るとともに、前記圧電素子板２３にバイアスを掛
けるためになされる。而て、内筒２３の内部の各
検出部材は、予圧により奥段面２３ａ側に押付け
られることとなる。

前記筒状螺子３８は、その上部内径を圧力伝達
扞３６の径小部の外径と略等しくしており、この
装着状態で、該圧力伝達扞３６は密嵌状に挿通し
その検知端は内筒２３の内部よりもさらに下方突
出する。そして、該検知端にはダイヤフラム４０
を外嵌し、さらにその周部の立上がり側壁４２を
取付金具２０下端に外嵌して、各必要接合箇所を
アルゴン溶接により固着される。而て、圧力伝達
扞３６の検知端にはダイヤフラム４０が連結され
る。

前記構成からなる圧力センサーは、取付金具２
０の螺子部２０ａをシリンダーブロツクに装着し
て、取付金具２０先端を該シリンダー内に露出し
て装着される。かかる装着状態で、シリンダー内
に圧力変動が生ずると、前記圧力伝達扞３６の検
知端に圧力が作用する。このため、該圧力により
圧電素子板３２が、奥段面２３ａ側へ圧縮され、
その圧縮歪により電荷を発生する。この電荷は電
圧としてケーブルｙにより外部へ取出される。

前記構成にあつて、内燃機関のシリンダーブロ
ツクに螺子部２０ａを螺合する際の応力により取
付金具２０に伸張を生じたり、または温度変化等
の影響により取付け後に熱膨張して、取付金具２
０に寸法変化を生じることがあるが、内筒２３は
取付鍔２６により部分固定され、周囲間隙ｓを介
して貫通孔２２内に収容されている。このため、
取付金具２０が伸張しても、内筒２３は取付金具
２０に対して拘束されないから、追従して変形す
ることはない。従って、該内筒２３の容積に変化
を生じず、端子板３１、圧電素子板３２、端子板
３３、圧力伝達扞３６等の検出部材間での緩みが
発生しないから、圧電素子板３２への予圧力に変
化を生じない。

また、例えば内筒２３が、貫通孔２２内で、該
孔と空隙を介して保持されていると、内筒２３内
に蓄積された熱が、外部に放散し難い。しかし、
前記絶縁性液体が貫通孔２２に封入されてお
り、該絶縁性液体が貫通孔２２内、で周囲間隙
ｓから取付金具２０の上部間を対流する。このた
め、上部の放熱フイン２１側で放熱が円滑になさ
れ、内筒２３での蓄熱が解消され、内筒２３の熱
膨張または、収縮が可及的に防止される。

＜考案の効果＞本考案は、上述したように、各検出部材を収容
する内筒を、取付金具に部分固定して貫通孔に収
容したから取付金具に寸法変化を生じても、内筒
周囲の間隙の緩衝作用により、前記内筒の容積に
影響を与えず、該内筒内の各検出部材間で緩みを
生じない。また絶縁性液体を貫通孔内に封入
し、該絶縁性液体の対流により、熱を上部の放
熱フインに伝えて、該放熱フインで冷却するよう
にしたから、内筒が効率的に冷却され、このため
上述した蓄熱が防止されるとともに、急激な温度
変化も緩和することができ、センサーの熱膨張ま
たは、収縮が可及的に抑止される。このため、圧
電素子から発生する出力信号の特性が安定し、シ
リンダ内の圧力変化等を正確に検知し得る等の優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の縦断側面図、第２図は従来
装置の縦断側面図である。２０；取付金具、２０ａ；螺子部、２１；放熱
フイン、２２；貫通孔、２６；取付鍔、２９：圧
電素子板、４０；ダイヤフラム、ｓ；周囲間隙、
；絶縁性液体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内燃機関のシリンダーブロツクに装着される取
付金具内に貫通孔を形成し、該貫通孔内に、貫通
孔よりも径小な検出部材を収納した内筒を配設し
て取付金具側に部分固定し、さらに該内筒のシリ
ンダー側端から突出する圧力伝達杆の検知端を、
取付金具の貫通孔端部を覆う金属製ダイアフラム
と連結するとともに、前記貫通孔の内部に、電気
的に絶縁性のある液体を封入し、貫通孔の上部位
置で取付金具を肉厚とし、その周面に放熱フイン
を設けたことを特徴とする内燃機関の圧力センサ
ー。