JPH06313745A - 圧力センサの絶縁方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のシリンダーに装着される主体金具
の軸孔内に、圧電素子等からなる積層体を収納して、前
記軸孔の開口端を金属製ダイアフラムで密封してなる圧
力センサにおいて、積層体の絶縁処理を簡易に行なえる
ようにすること。 【構成】 軸孔４の装着位置（装着孔４ｂ）に、積層体
８の外径以上の内径を有し、かつ軸孔（４ｂ）の内径と
ほぼ等しい外径を有するふっ素樹脂等の滑りの良い材料
からなる耐熱性絶縁樹脂円筒１７を挿入して、その内部
に装着空隙を確保し、該空隙内に積層体８を構成する圧
電素子等を装着して、積層体８を絶縁樹脂円筒１７で囲
繞し、主体金具１との絶縁を確保するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダーヘ
ッド内圧の変化を圧電素子によって検出する圧力センサ
の絶縁方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のシリンダーヘッドに装着され
る主体金具の軸孔内に、圧電素子等からなる積層体を収
納して、前記軸孔の開口端を金属製ダイアフラムで密封
してなる圧力センサにおいて、圧電素子等の積層体を熱
収縮チューブで被覆してこれを一体化した後に、前記軸
孔内に挿入するようにしたした構成は、実公平 3−3867
5 号に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように熱収縮チュ
ーブを用いた場合には、主体金具と圧電素子等を絶縁し
得る共に、各積層体が一体的に保持されて整一な形態と
し得るという利点がある。ところが、各積層部品ｂから
なる積層体ａを、単に熱収縮チューブｃで被覆し、これ
を加熱した場合には、図５で示すように各積層部品ｂ，
ｂ間の隙間に熱収縮チューブｃがめり込み、各部材が分
離してしまい、所要の電気的接続を確保することができ
ない。このため従来構成にあっては、図６で示すように
積層体ａの両端から挟圧力Ｆを作用させて加熱していた
が、このような手段では組み付けが面倒となる欠点があ
った。

【０００４】一方、熱収縮チューブｄをあらかじめ軸孔
内に挿入し、積層体を押え金により挟圧してから、該熱
収縮チューブｄを加熱する手段も提案されている。とこ
ろでこのような手段による場合には、軸孔内で、積層体
が挿入可能な内径を確保するために、熱収縮チューブｄ
の真円度と内外径の精度を高くする必要があり、このた
め図７のように、その径を規定する金属棒ｅに熱収縮チ
ューブｄを被着して、熱収縮させ、所定形状に成形して
から、切断するという仮成形工程が必要となって、手間
がかかった。

【０００５】さらには、かかる手段は、このように成形
した後に、軸孔に装着し、この後に熱収縮チューブ内に
積層体を挿入し、さらに、加熱して該熱収縮チューブを
収縮させて、積層体に密着させるものであるが、熱収縮
チューブｄはその熱収縮を良好とするために薄肉状とす
る必要があり、このため、軸孔内で、図８で示すよう
に、内側にくぼんだ状態となり易く、積層体を良好に装
着することができなくなって、組付け効率が悪いという
欠点があった。

【０００６】本発明は、かかる欠点のない圧力センサの
絶縁方法の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、主体金具の軸
孔に、圧電素子等からなる積層体の外径以上の内径を有
し、かつ軸孔の装着位置の内径とほぼ等しい外径を有す
る、ふっ素樹脂等の滑りの良い材料からなる耐熱性絶縁
樹脂円筒を挿入し、さらに該絶縁樹脂円筒内に前記積層
体を装着し、かつ軸孔内に固定される押え金具で積層体
を挟圧するようにしたことを特徴とする圧力センサの絶
縁方法である。

【０００８】この方法にあって、耐熱性絶縁樹脂円筒
を、縦方向の分割溝が形成された割付け円筒形状とする
こともできる。

【０００９】

【作用】かかる構成にあっては、耐熱性絶縁樹脂円筒
は、軸孔内に密接して配設され、その内部に積層体を緩
く挿入し得る装着空隙を確保される。このため、この組
付け後に、積層体は軸孔内でその周面を絶縁樹脂円筒に
囲繞され、主体金具との絶縁を確保される。そして、押
え金具により積層体は、挟圧されて密接状に保持され
る。

【００１０】かかる構成にあって、耐熱性絶縁樹脂円筒
は、その肉厚を充分なものとすることができ、軸孔内へ
の圧入が容易であると共に、真円度や内外径の精度を容
易に確保することができ、該円筒内に装着した積層体と
同軸状とすることができる。

【００１１】さらには、耐熱性絶縁樹脂円筒を、割付け
円筒形状とした場合には、径を縮めることができて、軸
孔への挿入が容易となり、かつその復元力で軸孔の装着
位置の内面に圧接し、安定的な保持が確保され得る。

【００１２】

【実施例】図１は本発明が適用される圧力センサの一実
施例を示し、主体金具１は、下端部の外周にシリンダー
ヘッドに螺合する雄螺子１ａと、全長のほぼ中間部の外
周にスパナ等の締付け工具と適合する六角部１ｃとを形
成したボルト構造からなり、前記雄螺子１ａの直上を肉
厚部として、該肉厚部の前面を肉厚座面１ｂとしてい
る。またその内部には、軸孔４が形成されている。この
軸孔４は主体金具１を前後方向に貫通してなり、装着孔
４ａ，４ｂ、螺子孔４ｃ及び装着孔４ｄが連成されて構
成される。前記装着孔４ａは装着孔４ｂに比して小径と
なっており、その間に係止段５を形成している。

【００１３】径小側の装着孔４ａには圧力伝達棒９の細
状杆部９ａが挿入され、その下端を主体金具１の下端部
に接合された金属製ダイアフラム６に溶接している。こ
のダイアフラム６は耐熱性が必要で、例えばインコネル
又はSUS630相当の耐熱性金属材料のようなものが適用さ
れる。さらに主体金具１の装着孔４ａ，４ｂの係止段５
と圧力伝達棒９との間には円板バネ７を設けて圧力伝達
棒９の径大部９ｂを支持するようにし、この円板バネ７
により各構成体の熱膨張差及び熱伝達の差から生ずる
歪、また雄螺子部での締付けトルクによる伸び等から生
ずる応力を吸収している。

【００１４】前記装着孔４ｂには、後述するように先ず
本発明に係るふっ素樹脂等の滑りの良い材料からなる耐
熱性絶縁樹脂円筒１７が圧入される。

【００１５】そして次に、前記絶縁樹脂円筒１７内に確
保された装着空隙に、環状パッキン１０、端子部材１２
ａ，表裏面に電極が形成された圧電素子１１，端子部材
１２ｂ，電極板１３、環状パッキン１４、電気絶縁環１
５及び当て金１６が順次積層され積層体８が構成され
る。さらには電極板１３上部の各積層部材には夫々中心
に透孔が形成され、その組付け状態で後方に開口する挿
通孔２０が形成されている。そして該挿通孔２０内で、
信号搬送用ケーブル３０の芯線に接続したリード線３１
が電極板１３と接続される。

【００１６】前記当て金１６の上端には、所要の電気的
接続処理を施した後に、円錐凹面を備えた雄螺子構造の
押え金具１８が螺子孔４ｃに螺合し、該螺合部に緩み止
めとしてポリイミドワニス等の接着剤で固定して密接す
ることとなり、その緊締作用により、当て金１６等を介
して、圧電素子１１に適正な予圧力が付与される。この
押え金具１８は、軸孔４に抵抗溶接等の手段で接合する
構成としても良い。

【００１７】一方、前記装着孔４ｄの口部には、段座２
５が形成されており、上述の接続処理の後に、これに座
定する鍔２７を備えた金属キャップ２６が嵌合され、溶
接される。前記金属キャップ２６には信号搬送用ケーブ
ル３０の一端があらかじめ挿通固定されている。

【００１８】次に、本発明の耐熱性絶縁樹脂円筒１７に
つきさらに詳細に説明する。

【００１９】この絶縁樹脂円筒１７は、図２で示すよう
に、ふっ素樹脂等の滑りの良い材料によって円筒状に形
成されている。またこの絶縁樹脂円筒１７は、肉厚を湾
曲等の生じない適正かつ充分な肉厚としている。そして
このため、軸孔４へ圧入しても変形することがない。さ
らには、肉厚を充分取れるから、真円状とすることがで
きると共に、かつ内径を圧電素子１１等からなる積層体
８の外径以上とすると共に、外径を装着孔４ｂの内径と
ほぼ等しくなるように高精度で成形され得る。

【００２０】そして、絶縁樹脂円筒１７を図４で示すよ
うに装着孔４ｂに圧入すると、圧力伝達棒９に形成した
係止鍔縁９ｃに下縁が支持されて位置決められる。尚、
この係止鍔縁９ｃを形成しなくても、円板バネ７上で支
持されることとなり、位置決めに支障はない。

【００２１】この絶縁樹脂円筒１７は、縮径可能として
装着孔４ｂの挿入を容易とするために、図３で示すよう
に、縦方向の分割溝１７ａが形成された割付け円筒形状
とすることができる。この構成にすることにより、該分
割溝１７ａによって縮径することができるから、圧入が
容易となると共に、装着孔４ｂの位置で、その復元力に
より内壁に密接することとなり、安定的に保持され得
る。

【００２２】かかる構成の絶縁樹脂円筒１７の装着によ
り、その内部に積層体８を挿入し得る装着空隙が確保さ
れる。そしてこの絶縁樹脂円筒１７は滑りのよい材料を
用いているから、その内面が案内作用を生ずることとな
り、該装着空隙内への圧電素子１１等からなる積層体８
の挿入が容易となり、組み付けが簡易に施され得る。こ
のとき、絶縁樹脂円筒１７は高い精度で真円状に成形さ
れているから、該積層体８に対して同軸状となる。

【００２３】而して、積層体８は前記絶縁樹脂円筒１７
に囲繞され、主体金具１と絶縁されることとなる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、上述したように、前記軸孔４
の装着位置（装着孔４ｂ）に、積層体８の外径以上の内
径を有し、かつ軸孔（４ｂ）の内径とほぼ等しい外径を
有するふっ素樹脂等の滑りの良い材料からなる耐熱性絶
縁樹脂円筒１７を挿入して、その内部に装着空隙を確保
し、該空隙内に積層体８を構成する圧電素子等を装着し
て、積層体８を絶縁樹脂円筒１７で囲繞し、主体金具１
との絶縁を確保するようにしたものであり、前記絶縁樹
脂円筒１７を充分な肉厚状とし得るから、薄肉状チュー
ブとは異なり、圧入が容易であると共に、軸孔内で変形
することがなく、かつ滑りの良い材料で形成しているか
ら、積層体８の挿入が容易となって、組付けが簡単とな
る。

【００２５】また絶縁樹脂円筒１７を割付け円筒形状と
した場合には、その縮径により、軸孔４内への挿入が容
易となり、かつ復元力により、装着位置内面に密接して
安定的に保持され、組み付の容易性をさらに高め得るこ
ととなる、等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す圧力センサの縦断側面
図である。

【図２】耐熱性絶縁樹脂円筒１７の斜視図である。

【図３】耐熱性絶縁樹脂円筒１７の他の実施例の斜視図
である。

【図４】耐熱性絶縁樹脂円筒１７の挿入状態を示す拡大
断面図である。

【図５】熱収縮チューブｃを用いた従来構成の問題点を
示す概要側面図である。

【図６】熱収縮チューブｃを用いた従来構成の加熱工程
を示す概要側面図である。

【図７】熱収縮チューブｄの仮成形工程を示す説明図で
ある。

【図８】熱収縮チューブｄを用いた従来構成の問題点を
示す平面図である。

【符号の説明】 １ 主体金具 ４ 軸孔 ７ 円板バネ ９ 圧力伝達棒 ８ 積層体 １１ 圧電素子 １６ 当て金 １７ 耐熱性絶縁樹脂円筒 １８ 押え金具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダーに装着される主体
   金具の軸孔内に、圧電素子等からなる積層体を収納し
   て、前記軸孔の開口端を金属製ダイアフラムで密封して
   なる圧力センサにおいて、 前記軸孔に、前記積層体の外径以上の内径を有し、かつ
   軸孔の装着位置の内径とほぼ等しい外径を有する、ふっ
   素樹脂等の滑りの良い材料からなる耐熱性絶縁樹脂円筒
   を挿入し、さらに該絶縁樹脂円筒内に前記積層体を装着
   し、かつ軸孔内に固定される押え金具で積層体を挟圧す
   るようにしたことを特徴とする圧力センサの絶縁方法。
2. 【請求項２】 耐熱性絶縁樹脂円筒を縦方向の分割溝が
   形成された割付け円筒形状としたことを特徴とする請求
   項１記載の圧力センサの絶縁方法。