JPH04231833A - High pressure sensor - Google Patents
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- JPH04231833A JPH04231833A JP14818491A JP14818491A JPH04231833A JP H04231833 A JPH04231833 A JP H04231833A JP 14818491 A JP14818491 A JP 14818491A JP 14818491 A JP14818491 A JP 14818491A JP H04231833 A JPH04231833 A JP H04231833A
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- G—PHYSICS
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- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/10—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by pressure-sensitive members of the piezoelectric type
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は高圧力センサに、特にし
かし専らそれのみではないが内燃機関のシリンダヘッド
内の圧力を計測するためのセンサに関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to high pressure sensors, particularly, but not exclusively, to sensors for measuring pressure within the cylinder head of an internal combustion engine.
【０００２】0002
【従来の技術】通常のシリンダヘッド圧力センサは米国
特許第 ４，５８６，０１８号明細書に記載されている
。このセンサは、その一端部に圧力に応答するダイヤフ
ラムが装着されているチューブ状本体を具備する。印加
された圧力に応じるこのダイヤフラムの動きは、チュー
ブ状本体に含まれた流体を介して第２のダイヤフラムに
伝えられる。BACKGROUND OF THE INVENTION A conventional cylinder head pressure sensor is described in U.S. Pat. No. 4,586,018. The sensor includes a tubular body having a pressure-responsive diaphragm mounted at one end thereof. Movement of this diaphragm in response to applied pressure is transmitted to the second diaphragm via fluid contained in the tubular body.
【０００３】このタイプのセンサはダイヤフラムとチュ
ーブ状本体との間に効果的なシールを設けることが必要
であるため製造が困難になることがわかっている。通常
これはレーザ溶接によって行われるが、これは当然なが
ら時間のかかる精密な作業である。結果としてセンサは
相対的に製造コストの高いものとなる。Sensors of this type have proven difficult to manufacture because of the need to provide an effective seal between the diaphragm and the tubular body. Usually this is done by laser welding, which is of course a time consuming and precise operation. As a result, the sensor is relatively expensive to manufacture.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製造
が単純で且つ使用の際に信頼が置ける圧力センサを提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a pressure sensor that is simple to manufacture and reliable in use.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によるとここには
、シリンダ内の圧力に応答する可撓性ダイヤフラム２と
、ダイヤフラムを力変換器に結合してダイヤフラムによ
って感知された圧力の出力信号表示を提供する力伝達装
置８とを具備するセンサであり、ダイヤフラム２が薄壁
でできたカップ型部材１の閉塞端部の近傍に設けられる
ことと、前記カップ型部材の壁が対応する形のスリーブ
挿入部材７によって前記圧力を受けてつぶれないように
支持されることとを特徴とするシリンダヘッド圧力セン
サが提供される。According to the invention there is provided a flexible diaphragm 2 responsive to pressure within a cylinder and coupling the diaphragm to a force transducer for output signal display of the pressure sensed by the diaphragm. a force transmitting device 8 for providing A cylinder head pressure sensor is provided which is characterized in that it is supported by the sleeve insertion member 7 so as not to collapse under the pressure.
【０００６】都合の良いことに、力伝達装置が１本の単
純なプッシュロッドを具備する点で、それでスリーブは
ダイヤフラムから遠いその端部でそのプッシュロッドに
対するガイドとして作用することができる。Advantageously, the force transmission device comprises one simple push rod, so that the sleeve can act as a guide for that push rod at its end remote from the diaphragm.
【０００７】好ましくはセンサは突き出ている環状リム
でカップ型部材の開放端部に固着且つシールされた中空
本体を具備し、それは固着用およびシール用座金によっ
て行われるのが好ましい。そのリム或いは座金はまた、
センサを使用する際に孔の中にそのセンサを装着し且つ
シールするための装着用リムとしても作用する。都合の
良いことに、カップ型部材は金属でできた単一パッキン
押さえ（ｇｌａｎｄ ）から引抜きで造られ、そして約
１０００分の５インチの厚さを有する。Preferably, the sensor comprises a hollow body secured and sealed to the open end of the cup-shaped member with a projecting annular rim, preferably by means of a securing and sealing washer. The rim or washer is also
It also serves as a mounting rim for mounting and sealing the sensor within the bore when the sensor is in use. Conveniently, the cup-shaped member is drawn from a single gland made of metal and has a thickness of about 5/1000ths of an inch.
【０００８】[0008]
【実施例】図面を参照するとセンサは、ステンレススチ
ール（好ましくは長い疲労寿命を有するグレードのステ
ンレススチール）から形成され、その閉塞端部でダイヤ
フラム２として形成されそしてその開放端部で漏斗型端
部（ｆｌａｒｅｄ ｅｎｄ）３を形成される中空の薄壁
でできたカップ型部分１を具備している。本体４は漏斗
型端部５を形成されたステンレススチールのチューブを
具備しており、漏斗型端部３および５は銅のような展性
のある金属でできた環状カップ座金６によって一緒に固
着され、そしてそれは固着／シール座金として作用する
。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, the sensor is formed from stainless steel (preferably a grade of stainless steel with a long fatigue life) and is formed as a diaphragm 2 at its closed end and a funnel-shaped end at its open end. It comprises a hollow thin-walled cup-shaped part 1 formed with a flared end 3. The body 4 comprises a stainless steel tube formed with a funnel-shaped end 5, the funnel-shaped ends 3 and 5 being secured together by an annular cup washer 6 made of a malleable metal such as copper. and acts as a fastening/sealing washer.
【０００９】カップ型部材１の内側には、銅スリーブに
よって形成されたプッシュロッドガイド／ヒートシンク
７がぴったりと嵌め込まれる。このスリーブはまた、カ
ップ型部材１の薄壁をつぶれ或いは損傷から保護する補
強材の機能をも有する。Fitted inside the cup-shaped member 1 is a push rod guide/heat sink 7 formed by a copper sleeve. This sleeve also has the function of a reinforcement, protecting the thin walls of the cup-shaped member 1 from crushing or damage.
【００１０】スリーブ７の中にはプッシュロッド８が存
在する。プッシュロッド８はダイヤフラム２の下側と密
に接触しているヘッド９を有しており、その他方の端部
１０ではプラスチック本体のソケット１２上にその下側
のへり部分のみで支持されているエッチングされたシリ
コンセンサ要素１１の形の力変換器が密に接触している
。このへり支持体部分は、シリコンセンサ要素１１の主
な下側の中央領域を窪ませることによって形成される。[0010] Inside the sleeve 7 is a push rod 8. The push rod 8 has a head 9 in intimate contact with the underside of the diaphragm 2 and is supported at its other end 10 only by its lower lip on a socket 12 in the plastic body. A force transducer in the form of an etched silicon sensor element 11 is in intimate contact. This edge support portion is formed by recessing the central region of the main underside of the silicon sensor element 11 .
【００１１】シリコンセンサ要素は機械的に押さえ付け
られ、そしてコネクタ本体から突き出てシリコンセンサ
上の金属で覆った（ｍｅｔａｌｌｉｓｅｄ）パッドの上
へと後ろへ下がって延在している小さい脚部１３によっ
て電気的に接続される。The silicone sensor element is held down mechanically by a small leg 13 that protrudes from the connector body and extends back over a metallised pad on the silicone sensor. electrically connected.
【００１２】圧力がダイヤフラム２に印加されると、力
は力伝達プッシュロッド８によってシリコンセンサに伝
達される。シリコンセンサはわずかに曲げられ、この歪
みは接続脚部においてシリコンセンサに電気的出力を提
供させる。[0012] When pressure is applied to the diaphragm 2, the force is transmitted to the silicon sensor by the force transmitting pushrod 8. The silicon sensor is bent slightly and this distortion causes the silicon sensor to provide an electrical output at the connecting leg.
【００１３】センサの使用の際に、多極ソケット１４は
本体の後部に適合しそしてプラグ１２の中へと差し込ま
れ、それ故にシリコンセンサとの電気的接続が作られる
ので、センサからの出力信号が車のエンジン管理システ
ムへと伝送されることができる。In use of the sensor, the multipole socket 14 fits into the rear of the body and is inserted into the plug 12, thus making an electrical connection with the silicon sensor so that the output signal from the sensor is can be transmitted to the vehicle's engine management system.
【００１４】異なったセンサでは、このソケットは信号
を適当な状態にする増幅器回路を具備して出力レベルを
増加させ、それによって車のワイヤハーネス（ｗｉｒｉ
ｎｇ ｌｏｏｍ ）内の外因性の電気的ノイズのピック
アップを減少させることができる。In different sensors, this socket is equipped with an amplifier circuit that conditions the signal to increase the output level and thereby connect the car's wiring harness.
The pickup of extrinsic electrical noise within the ng room can be reduced.
【００１５】コネクタプラグは、ステンレススチール本
体４内に形成された溝４Ａに対応して変形された溝１２
Ａによってそのステンレススチール本体の中に保持され
る。シリコンセンサを位置付けることは重要であり、そ
して小さい予負荷が印加されて、プッシュロッド８の自
由な動きによる、そうでなかったら発生し得るであろう
、履歴現象を防ぐダイヤフラムの歪みが確実に予め存在
するようにする。さらなる詳細は我々の別出願明細書２
２１１６５９Ａに示されている。The connector plug has a groove 12 deformed corresponding to the groove 4A formed in the stainless steel body 4.
A is held in its stainless steel body by A. The positioning of the silicon sensor is important and a small preload is applied to ensure that the diaphragm is pre-distorted, preventing hysteresis phenomena that might otherwise occur due to the free movement of the push rod 8. Make it exist. Further details can be found in our separate application specification 2
211659A.
【００１６】固定ねじ１５はステンレススチール本体４
を覆うように位置付けられ、そして固着／シール座金６
にきつく突き当たる。この固定ねじは、本体４上にスポ
ット溶接されている固定ねじリテーナ１６によってセン
サ上に束縛されているがゆるくされている。[0016] The fixing screw 15 is attached to the stainless steel body 4.
and a fastening/sealing washer 6
It hits me hard. This fixing screw is constrained but loose on the sensor by a fixing screw retainer 16 that is spot welded onto the body 4.
【００１７】センサが車のエンジンのシリンダヘッドの
適切な孔の中に適合されるならば、固定ねじはセンサを
シリンダヘッドのねじ孔の中へと締めつけるのに使用さ
れる。固着／シール座金６は点火プラグの座金に類似し
た方法で働き、そしてその座金６でカップ型本体１をシ
ールすることによってダイヤフラムをブロックの中にシ
ールする。[0017] Once the sensor is fitted into the appropriate bore in the cylinder head of the vehicle engine, a set screw is used to tighten the sensor into the threaded bore in the cylinder head. The fastening/sealing washer 6 acts in a manner similar to the washer of a spark plug and seals the diaphragm into the block by sealing the cup-shaped body 1 with the washer 6.
【００１８】もしシリンダヘッドからセンサを取り外す
必要がある場合は、固定ねじはねじ戻されてそして固定
ねじリテーナ１６はジャッキ装置として作用してシリン
ダヘッドからセンサ全体を引っ張り出す。If it is necessary to remove the sensor from the cylinder head, the locking screw is unscrewed and the locking screw retainer 16 acts as a jacking device to pull the entire sensor out of the cylinder head.
【００１９】カップ型部材１は約１度のごくわずかの抜
け勾配（ｄｒａｕｇｈｔ ａｎｇｌｅ ）を有して、例
えば炭化物の存在の際、ヘッドからセンサを取り外すこ
とを補助する。
スリーブ７は対応してテーパを持っており、部材１の中
にきっちりと固定される。The cup-shaped member 1 has a negligible draft angle of about 1 degree to assist in removing the sensor from the head, for example in the presence of carbide. The sleeve 7 has a corresponding taper and is fixed tightly within the member 1.
【００２０】部材１は約１０００分の５インチの厚さを
有する。それは１０００分の４インチとしてもあり得る
が、おそらく１０００分の８インチより厚くはないであ
ろう。それは単一のブランクから引き抜きで造られるの
で、単一構造となりそしてコスト効率のよい生産を可能
にする。[0020] Member 1 has a thickness of approximately 5/1000ths of an inch. It could be as high as 4/1000ths of an inch, but probably not thicker than 8/1000ths of an inch. It is drawn from a single blank, resulting in a unitary construction and allowing for cost-effective production.
【００２１】その後端部で固定ねじ１５は横方向のスロ
ットを有するので、ブレードの中間にスロットを有する
スクリュドライバーに類似した特別な道具が使用されて
固定ねじの締め付けおよびゆるませるのに使用されるこ
とができる。At its rear end the fixing screw 15 has a transverse slot, so that a special tool similar to a screwdriver with a slot in the middle of the blade is used to tighten and loosen the fixing screw. be able to.
【図１】本発明の実施例による高圧力センサの軸方向の
断面図。FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a high pressure sensor according to an embodiment of the invention.
１…カップ型部材、２…ダイヤフラム、６…座金、７…
スリーブ挿入部材、８…力伝達装置、１１…シリコンセ
ンサ。1...Cup-shaped member, 2...Diaphragm, 6...Washer, 7...
Sleeve insertion member, 8... Force transmission device, 11... Silicon sensor.
Claims (6)
イヤフラムと、ダイヤフラムを力変換器に結合してダイ
ヤフラムによって感知された圧力の出力信号表示を提供
する力伝達装置とを具備するセンサであり、ダイヤフラ
ムが薄壁でできたカップ型部材の閉塞端部の近傍に設け
られることと、前記カップ型部材の壁が対応する形のス
リーブ挿入部材によって前記圧力を受けてつぶれないよ
うに支持されることとを特徴とするシリンダヘッド圧力
センサ。1. A sensor comprising a flexible diaphragm responsive to pressure within a cylinder and a force transmission device coupling the diaphragm to a force transducer to provide an output signal indication of the pressure sensed by the diaphragm. , a diaphragm is provided near the closed end of a thin-walled cup-shaped member, and the wall of the cup-shaped member is supported by a correspondingly shaped sleeve insert to prevent collapse under the pressure. A cylinder head pressure sensor characterized by:
いその端部で前記スリーブによってガイドされるプッシ
ュロッドを具備することを特徴とする請求項１記載のセ
ンサ。2. Sensor according to claim 1, characterized in that the force transmission device comprises a push rod guided by the sleeve at its end remote from the diaphragm.
ンサをシールするようにも作用する固着用およびシール
用座金によってカップ型部材の開放端部に固着且つシー
ルされる中空本体を具備することを特徴とする請求項１
或いは２記載のセンサ。3. The sensor comprises a hollow body secured and sealed to the open end of the cup-shaped member by a securing and sealing washer which also acts to seal the sensor within the bore during use of the sensor. Claim 1 characterized in that
Or the sensor described in 2.
至１０００分の８インチの範囲の厚さの壁を有する請求
項１乃至３のいずれか１項記載の装置。4. Apparatus according to claim 1, wherein the cup-shaped member has a wall thickness ranging from 4/1000ths of an inch to 8/1000ths of an inch.
ら引抜きで造られたことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項記載のセンサ。5. Sensor according to claim 1, characterized in that the cup-shaped member is made by drawing from a single blank.
るためにセンサ上に束縛されているがゆるくされている
固定ねじを有する、請求項１乃至５のいずれか１項記載
のセンサ。6. A sensor according to claim 1, further comprising a fixing screw constrained but loose on the sensor for fixing the sensor in the bore of the cylinder head.
Applications Claiming Priority (2)
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| GB9011694A GB2244335B (en) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | High pressure sensor |
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