JPH0454424Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の気〓本体に気〓頭を締着す
る押えボルト等ボルト状部材の座板を兼ね、気〓
頭の受けた圧力の変化を該ボルト状部材の軸力
（圧力）変化として検出する環状の圧力検出器に
関する。

この種の環状の圧力検出器として、環状圧電素
子に直接、ボルトの軸力変化を印加するように構
成したものが、該圧電素子を厚み方向に変位させ
ることによつて大きい出力電圧が得られるものと
して知られているが、この型式のものはボルトの
初期締付トルクも直接、圧電素子に加えられるた
め、該圧電素子は初期締付トルクによつて屡破損
する怖れがあつた。また、圧電素子を破損から守
るため、該素子を板状体に形成し、座板となる長
い金属筒の側壁の一部に設けた軸線と平行方向の
平垣部に貼着したものがあるが、この場合は長時
間の使用によつて素子が剥離するだけでなく、該
素子は金属筒の伸縮に応じて周辺方向に作動する
ため、効率が悪くなる欠点があつた。

本考案は、圧電素子が破損する怖れなく、しか
も高い出力の得られる環状の圧力検出器の量産に
成功したもので、以下図面の実施例について説明
する。

第１図において、１は底面１１に中心孔１１ａ
と、側壁１２に小孔１２ａを穿設した主体金具、
２はチタン酸ジルコン酸鉛系化合物からなり、両
主表面に銀焼付等によつて金属化電極（図示を省
略し、以下電極面と略称）を設け分極された環状
の圧電素子、３は該圧電素子２の一方の主表面と
当接して電気的に導通（以下、単に導通と略称）
する環状の電極部３１と、上記主体金具の側壁１
２の小孔１２ａ内に挿通して絶縁被覆されたリー
ド線Ｌの芯線と接続する針状の端子部３２とから
なり、通常は正極性側とする電極板を示し、本例
においては上記１枚の圧電素子２との積層体を圧
電体とする。４及び５は該圧電素子２の両主表面
に加えられる圧力を均一にするため圧電体の上下
両面に積層した好ましくはインバーの如き低膨張
性の環状の金属座板を示し、これらの積層体を圧
電素子として主体金具の底面１１の中心孔１１ａ
の周囲の環状座面１１ｂに配されるが、該座面が
平滑に仕上げられているときは下方の金属座板５
を省略して圧電素子２の電極板３側と逆の極性、
通常は負極性側の電極面を直接、上記主体金具の
環状座面１１ｂに当接させてもよい。６は上記圧
電要素の上方の金属座板４の上に配され、積層時
においては主体金具の側壁１２の上端から突出す
る厚さの弾性部材で本例のように圧電素子２が１
枚の場合、金属座板４は上記電極板３と導通して
正極性を呈するので上記負極性の主体金具１に導
通する次に述べる蓋体７との間を絶縁する絶縁
物、例えば図示のＯリングが用いられる。７は該
弾性部材６の上に載置された蓋体で上記主体金具
の底面１１の中心孔１１ａに対応する中心孔７ａ
を具える。次に８は該蓋体７の中心孔７ａ及び主
体金具の底面の中心孔１１ａのそれぞれ内周面
に、これら主体金具の底面１１と蓋体７の対向す
る上、下面側から反対側の外端面の方向に拡開す
る対称形状の段座面７a′及び１１a′のいずれか一
方、ここでは蓋体の中心孔７ａ側の段座面７a′に
係止される径大の鍔８ａを一端面に具え、前に述
べた内燃機関の押えボルト等のボルト状部材の六
角部下の幹部を緩く挿通する内径寸法を有する金
属管を示し、上記主体金具の環状座面１１ｂ上の
圧電素子２、正極性の電極板３及び金属座板４と
からなる圧電体の内周部分との間の絶縁をゴム等
の絶縁筒によつて保持して省略可能の金属座板５
と共に上記主体金具の中心孔１１ａに臨ませるよ
うに挿通し、好ましくは上記蓋体７を下方に加圧
した状態で、他端８ｂを外方にかしめて該主体金
具の中心孔１１ａの段座面１１a′に係止し、これ
により弾性部材６を圧縮すると共に負極性側の該
主体金具１に蓋体７を一体に結合、導通させる。

このように圧電素子２の一方の電極面は電極板
の電極部３１、端子部３２を経てリード線Ｌの芯
線に接続し、逆極性の他方の電極面は省略可能な
下方の金属座板５を経て主体金具１及び蓋体７に
挿通するが、上記の電極板３に対し、これと逆極
性の主体金具１、金属管８及び蓋体７の間をそれ
ぞれ電極板３と接続するリード線Ｌの芯線の絶縁
被覆層、絶縁筒９及び弾性の絶縁物６によつて絶
縁し、リード線Ｌと主体金具１との間に図示しな
い圧力検出回路を構成する。

次に第２図は出力を増大するため電極板を介し
て２枚の圧電素子を機械的に直列、電気的には並
列に接続した態様を示し、２枚の圧電素子２，２
の同一極性、通常は正極性側電極面を内方に対向
させて両者間に挿入した電極板３の電極部３１と
当接させるように積層して圧電要素とし、弾性部
材６にコイルばね等の導電性材料を用いて製作す
る他は同一番号によつて示す通り、第１図と共通
の部品からなり、上記の一対の圧電素子２，２の
対向する電極面と当接してリード線Ｌに接続する
電極板３を一方の電極、通常は正極とし、これら
の圧電素子２，２の外方に露出する電極面の内、
上方の電極面は金属座板４及びコイルばね６を介
して蓋体７に、また、下方の電極面は省略可能の
金属座板５を介して主体金具の底面１１にそれぞ
れ導通して上記電極板３との間に並列回路を構成
する。

なお、第１図及び第２図共１０は回り止めのピ
ンを示すが省略することができる。また、主体金
具の側壁１２と蓋体７の外周部は密接させること
が好ましいが若干の空隙を生じても使用時におけ
る上記押えボルト等の初期締付によつて当接すれ
ば支障ない。

本考案の圧力検出器は以上の通り構成し、主体
金具内の圧電素子の上に弾性部材を配したから、
この圧力検出器を座板としてその金属管８を押え
ボルト（図示省略）に挿通して内燃機関の気〓本
体に気〓頭を螺締したとき、押えボルトの頭部は
蓋体７と当接して該圧力検出器を厚み方向に加圧
するが、主体金具の底面１１から立上る側壁１２
と共に厚み方向の圧力を支承する蓋体７にに必要
な肉厚をもたせることによつて押えボルトの頭部
が小さくても初期締付トルクを上記主体金具の側
壁１２と蓋体７の当接面において大部分を受止
め、しかも圧電素子は弾性部材によつて保護され
るので破損の怖れがなく、一方検出すべき軸力変
化（圧力変化）は気〓内圧力の変動を機械的の歪
みとして気〓頭及び押えボルトを介して圧力検出
器に伝達するが、圧力検出器内部の圧電素子２は
該押えボルトの頭部と圧接する蓋体７に弾接状態
にあるから、長期間に亘つて正確に作動させるこ
とができ、また主体金具の側壁の深さと、圧電要
素の寸法誤差も弾性部材によつて補償され、各部
の寸法に特別の高精度を不要とするから量産を容
易にする等の大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る環状の圧力検出器の一実
施例を示し、Ａ図は縦断面図、Ｂ図は一部を切欠
して示した上面図である。また、第２図は他の実
施例を示す縦断面図である。 １……主体金具、１１……底面、１１ａ……中
心孔、１１a′……段座面、１１ｂ……環状の座
面、１２……側壁、１２ａ……小孔、２……圧電
素子、３……電極板、３２……端子脚、４，５…
…金属座板、６……弾性部材、７……金属の蓋
体、７ａ……中心孔、７a′……段座面、８……金
属管、８ａ……径大の鍔、８ｂ……他端。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 針状の端子脚３２を突設した電極板３と圧電素
   子２とからなる環状の圧電体の上下面または上面
   に同じく環状の金属座板４，５または４を積層し
   た圧電要素を、主体金具１の側壁１２に穿設した
   小孔１２ａに上記針状の端子脚３２を絶縁状態で
   挿通させ、該主体金具１の底面１１の中心孔１１
   ａの周囲に形成された環状の底面１１ｂに収納
   し、該圧電要素の上面に、主体金具の側壁１２の
   上端面から突出する厚さを有する弾性部材６を載
   置し、さらに該弾性部材の上に中心孔７ａを具え
   た蓋体７を配し、該蓋体及び上記主体金具底面の
   中心孔７ａ及び１１ａのそれぞれ内周面に係止用
   段座面７a′，１１a′を形成し、上記圧電要素との
   間に絶縁を保持して圧電要素に挿通した金属管８
   の一端に設けた径大の鍔８ａを上記の係止用段座
   面７a′，１１a′のいずれか一方に係止し、他端８
   ｂを該段座面７a′，１１a′の他方に係止すること
   により、上記弾性部材６を圧縮すると共に主体金
   具１と蓋体７とを結合させたことを特徴とする環
   状の圧力検出器。