KR0176983B1 - 내연기관의 연소실 내의 압력 탐지용 압력 센서 - Google Patents

내연기관의 연소실 내의 압력 탐지용 압력 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압력 센서에 있어서, 힘이 격막(14)과 펀치(18)를 거쳐 압전 저항 측정 소자(19)상에 가해지고, 격막(14)과 측정 소자(19)사이에 아무런 기계적 조절도 불필요하며 상이한 측정 감도에 대해 다양하고 저렴한 형태의 격막이 사용될 수 있는 압력 센서에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
내연기관의 연소실 내의 압력 탐지용 압력 센서
[종래 기술]
본 발명은 청구범위 제1항의 일반적 형태의 압력 센서에 관한 것이다. 그러한 압력 센서는 독일연방공화국 특허 공개공보 31 25 640.6호로부터 공지되어 있으며, 일례로 요업 금속이나 접촉성 플라스틱 또는 금속 등으로 된 두꺼운 필름 저항체인 압전 저항 측정 소자가 기부에 가해진다. 저항체 소자와 기부는 가능한 한 압력실에 가깝게 설비되어 유효압을 탐지할 수 있게 한다. 또한 측정 신호는 전기 리드에 의해 압력 센서의 하우징의 외측에 설비된 전자 평가 회로로 전해진다.
결과적으로 압전 저항 소자와 전자 부품은 피복 리드에 의해 서로 정교하게 연결되어야 한다. 압전 저항 측정 소자가 압력에 직접 노출되므로 그것은 연소실내에 있는 고온에도 노출된다. 그럼으로써 그곳에 퍼진 약 2000℃의 불꽃에 의해 하우징에 응력이 발생할 수 있다. 결과적으로 압력 신호가 고온에 의해 변조된다.
또한, 유럽특허 예비공개 제 85 111 895.0호에는 두꺼운 필름 저항체가 기부의 바닥에 설비된 압력 센서가 기재되어 있다. 그러나 이러한 압력 센서는 분배기 펌프의 압력만을 탐지하는 것이다. 연소실의 고온은 이러한 설계에 있어서의 측정 신호를 왜곡시킬 수도 있다.
미합중국 특허 제 4,645,965호에는 측정 소자가 압전 재로로된 압력 센서를 기재하고 있다. 이러한 압전 소자는 연소실을 향해 개구를 갖는 하우징에 내장된다. 이러한 개구는 격막으로 차폐되고 압전 소자는 펀치를 거쳐 이러한 격막과 관련하고, 이어서, 연소실의 압력과 관련하여 작동한다. 압전 소자는 하우징에 형성된 쇼울더에 지탱된다. 압전 소자의 이용은 본원의 요점에 비교되는 구조적 차이점이 생긴다.
일반적으로 측정 소자는 전위에 무관하게 작동할 것이 요구된다.
결과적으로, 압전 소자에 기존에 요구되던 2개의 접촉 디스크에 더하여 또다른 절연 디스크가 접촉 디스크와 카운터 베어링 사이에 끼워질 것이 요구된다. 압전 세라믹 디스크의 접촉은 와이어의 정교한 용접이나 펀치의 릴리프에 의해서만 가능하다.
전위 무관 센서가 선택되면 이러한 노력도 배가된다. 또한, 수개의 접합점이 측정 신호의 정교한 변조에 요구된다. 하나의 압전 디스크와 두개의 접촉 디스크를 갖는 통상적인 경우에도 이는 4개의 접합점을 요구하며, 하나의 전위 무관 센서를 갖는 경우에는 5개의 접합점을 요구할 것이다. 기본적으로 이용되는 측정 원리에 기인하여 펀치가 압전 소자상에 직각으로 접합되는 것이 필수적이다. 압전 소자는 비교적 높은 측정 감도의 온도 반응성을 갖는 단점이 있으며, 본원에서는 15% 내지 70%의 온도 범위에 있다. 작동 수명은 약 2% 내지 10%연장된다. 5% 내지 25%의 열전 세라믹의 자기 이력은 매우 높고, 그럼으로써 연소실 압력 측정치의 정확도를 크게 제한한다.
그러나, 특히, 압전 설비의 다층구조는 압력 센서의 하우징 속으로의 정교하고 복잡한 삽입을 요구한다. 압전 저항 소자와는 달리 압전 소자의 경우에는 압력의 효과로 전하가 발생되고 측정신호 생성융 전압이 발생된다. 이러한 전압은 픽업되어 산정된다. 이와 달리 압전 저항 소자의 경우에는 전압이 가해지고 압전 저항 소자에서의 전기 저항이 압력 작용에 의해 변화된다. 이러한 입력 센서의 경우에는 압전 소자와 펀치가 한쪽으로부터 구멍에 삽입되고 후자는 포트 격막으로 폐쇄되며 포트각막과 압전 소자의 위치는 서로 정확히 맞춰져야 한다. 이러한 것은 오직 포트 격막으로만 행해질 수 있다.
[발명의 장점]
청구범위 제1항의 특징부의 특성을 갖는 본 발명에 따른 압력 센서는 압전 저항 측정 소자가 그것이 절연 기판에 실시될때 전위에 무관하다는 장점을 갖는다. 결과적으로 어떤 부가적 구조적 수단도 불필요하다. 또한, 압전 저항 측정 소자는 단일층으로 이루어진다. 두꺼운 필름 레지스터가 압전 저항 소자로 사용되면 그것은 매우 간단하고 저렴하며 표준적인 기법으로 인쇄될 수 있다. 이러한 경우에 접촉성 도전체 트랙상에의 인쇄가 가능하고 접속 리드가 도전체 트랙에 납땜될 수 있다. 압전 효과와 달리 압전 저항소자의 경우에는 접합점이 불필요하다. 조립중의 슬립핑 방지를 위해서 기판과 카운터 베어링 사이에 접착층이 존재할 수도 있다. 압전 저항 소자상에의 균일력의 도입이 큰 구조적 노력없이 행해질 수 있다.
연성 펀치팁으로 두꺼운 필름 레지스터를 단순히 눌러줌으로써 두꺼운 필름 레지스터의 전하중 표면적에 걸쳐 균일력의 분배가 이루어진다. 아무런 부가적인 정교한 조절도 요구되지 않는다. 압전 저항 소자 특히 요업 금속의 두꺼운 필름 레지스터는 사용온도의 전범위에 걸쳐 5% 내지 10%인 측정 감도의 낮은 온도 반응성을 갖는다. 압전 저항 소자의 수명 연장은 매우 낮고 2%이하이다. 또한 압전 저항 소자는 자기 이력이 거의 전무하며 1% 이하이다. 압전 저항 조사가 사용되면 펀치단부에서 발생하는 거칠기를 간단히 보정할 수 있다. 펀치에 비교적 연성 재료를 사용하며 특히 압전 저항 소자에 대면하는 펀치의 단부에 연성 재료를 사용함으로써 접촉면적 전체에 균일력의 도입이 가능하다.
압전 저항 측정 소자를 이용함으로써 포트 격막과는 다른 저렴한 선택사양의 격막을 이용할 수 있다. 어떠한 정확히 예정되는 위치도 불필요하다. 두개의 부품과 격막 및 측정 소자를 삽입시까지 서로 맞추어 둘 수 있다.
펀치로 압전 저항 소자를 둘러싼 유리층을 누르고 예비 응력을 설정하는 동안에 압전 저항 측정 소자와 그 산정 전자의 전기적 변화치가 측정되고 소정의 정규치로 설정된다.
결과적으로 정확한 트리밍이 기계적 조절없이 간단하고 저렴하게 행해진다. 청구범위 독립항에 특정된 센서의 또다른 양호한 개선이 종속항에 기재된 수단에 의해 가해진다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명의 양호한 실시예는 도면으로 도시되고 다음의 설명으로 보다 상세히 설명된다.
제1도는 압력 센서의 단면도이고, 제2도는 상세도이며, 제3도 내지 제16도는 격막과 펀치의 단부 및 하우징 생크의 다양한 형태를 도시한 도면이다.
[양호한 실시예의 설명]
제1도에서 10은 내연기관의 연소실의 압력을 탐지하는 압력 센서(11)의 하우징을 지시한다. 그것은 중앙의 연속하는 계단식 구멍(12)을 갖는다. 연소실에 대면한 하우징(10)의 개구(13)는 격막(14)으로 폐쇄된다. 제1도에서 격막(14)은 평판으로 설계되어 있고 그것은 용접 이음(17)에 의해 하우징(10)의 생크(15)의 단부면(16)에 고정된다. 격막(14)은 초합금 즉, 일례로 약 50%의 니켈과 20%의 철로된 합금으로 부터 양호하게 형성된다. 격막(14)의 중앙구역에 대향하여 펀치(18)의 한쪽 단부가 지탱되고 그 다른 단부는 압전 저항 측정 소자(19)에 대향해 지탱된다. 압전 저항 측정 소자는 압력의 효과로 그 저항이 변하는 소자이다. 이러한 재료로서는 요법 금속이나 접촉성 플라스틱 또는 금속이 사용될 수 있다. 측정 소자(19)는 하이브리드(21)의 기부(20)에 인쇄된다.
하이브리드는 통상 일례로 본딩와이어 등에 의해 회로부품에 접합되고 기부에 배치되는 집적회로 등과 같은 반도체와 함께 일례로 레지스터와 도전체 트랙등과 같은 회로부품에 인쇄된 기부이다. 펀치(18)자체는 유리세라믹으로 구성되어 격막사이, 즉 압력이 탐지될 압력실과 압력 저항측 정소자 사이의 양호한 열절연을 보장한다. 하이브리드(21)에 대면하는 펀치(18)의 단부는 원추형으로 설계되어 그 단부가 측정 소자(19)의 직경과 거의 동일한 직경을 갖는다. 이는 펀치(18)를 구멍(12)속으로 안내하면서도 측정 소자(19)의 크기로 전이하는 압력 면적을 제한한다. 하이브리드의 기부(20)는 또한 구멍(12)속으로 가압되는 카운터 베어링(23)을 지탱한다.
펀치(18)의 단부의 원추형설계는 압전 저항 측정 소자(19)와 펀치(18)의 단부의 조화면을 서로 대략적으로 맞추기 위해 필요하다. 또한 펀치 전체가 그 직경이 감소되면 펀치는 압력 전이중에 파손될 수도 있다. 펀치로부터 압전 저항 측정 소자(19)상에 가능한 한 제한된 힘을 도입하기 위해 펀치(18)는 적어도 그 단부 구역(20)에서는 비교적 연성 재료로 제작되어야 한다. 이는 펀치 단부의 표면 거칠기가 펀치의 단부의 단부면과 압전 저항 측정 소자의 표면 사이에 삽입함으로써 압전 저항 측정 소자(19)의 측정 에러효과를 내는 것을 방지하게 한다. 또한, 연성 재료로 펀치(18)전체를 제작하는 것도 생각해봄직하다.
그러나 이러한 것은 펀치(18)의 경로에 악영향을 미칠 것이다.
펀치(18)용 재료의 선택시에는 펀치가 가능한 한 낮은 열전도성을 가져서 측정 신호가 온도 변동이나 온도 자체의 어떤 영향에 의해서도 변조되지 않아야 함을 고려해야 한다. 일례로 유리 세라믹은 양호하게 낮은 열전도성을 갖는다. 일례로 비교적 연성 재료인 알루미늄, 청동, 구리, 플라스틱 등은 펀치(18)의 일부 구역(20)에 이용될 수 있다. 일부구역(20)의 재료는 낮은 열전도성을 가질 필요가 없다.
압전 저항 측정 소자와 마찬가지로 하이브리드(22)의 기부의 동일측에는 일례로 레지스터 트랜지스터 등과 같은 산정회로의 전자 부품(25)이 있다. 전자 반도체 부품(25)과 압전 저항 측정 소자(19)는 본딩와이어(26)와 두꺼운 필름 도전체 트랙(27)으로 접속된다. 선처리 회로의 출력은 리드(28)를 거쳐 산정 회로 및 내연 기관의 제어 장치(도시안됨)로 인도된다. 이를 위해 카운터 베어링(23)은 연속 구멍(29)을 가지며, 그것은 구멍(12)과 측 방향으로 거의 평행하게 연장하고, 그 속으로 인출 리드(28)가 안내된다. 리드(28)는 구멍(12)을 폐쇄하는 덮개(31)의 장석(30)에 고정된다. 일례로 습기 등과 같은 유해한 환경적 영향으로부터 보호하기 위해 구멍(12)은 압전 저항 측정 소자(19)와 전자 부품(25)의 구역 및 카운터 베어링(23)과 캐스팅 콤파운드(32)를 갖는 덮개(31)사이의 구역에서 채워진다.
구멍(29)대신에 카운터 베어링(23)상에서 시그먼트가 절결되어 리드(28)를 안내할 수도 있다. 카운터 베어링(23)은 하우징(10)의 구멍(12)속에 나사조임될 수 있다.
제2도에는 압전 저항 측정 소자의 본 발명에 따른 설계가 도시되어 있다. 제1도전체 트랙(36)과 제2도 전체 트랙(37)이 Al2O3기판의 하이브리드의 기부에 인쇄된다.
제1및 제2도 전체 트랙(36, 37)사이에서는 제1저항 필름(38)이 인쇄되고 저항 필름의 레지스터 연장부(38)의 단부는 제1및 제2도 전체 트랙(36, 37)에 겹쳐져 전기 접촉을 이룬다. 다수의 또다른 레지스터 연장부(39)가 층식으로 제1레지스터 연장부(38)상에 인쇄된다. 이러한 부가적 레지스터 연장부는 일종의 피라미드 형식으로 배열되며, 이는 레지스터가 적층 순서에 따라 모서리 구역이 겹치거나 일치하지 않고 짧아지는 것이다. 레지스터 연장부(38, 39)와 적어도 도전체 트랙 단부의 피라미드식 배열 전체는 유리 반죽으로 제조되는 유리층(40)으로 덮여 전기절연을 이룬다. 펀치(18)의 단부는 유리층(40)이나 최종 레지스터 연장부(39)의 구역(20)에서 지탱되고 펀치(18)가 이러한 레지스터 연장부(39)의 완전한 중앙에 배치된다. 이렇게 하여 힘은 최상층 저항필름의 구역에만 도입되고 힘의 바이패스가 없다.
압전 저항 소자(19)에의 균일력 도입을 위해 펀치(18)는 일례로 알루미늄, 청동, 구리, 플라스틱 등으로 된 연성팁(20)을 가져야 한다. 이러한 연성팁을 갖는 펀치는 압전 저항 소자(19), 특히, 유리층(40)에 기입된다. 이러한 압력은 추후에 결정될 압력보다 커야 한다. 이를 위해 다양한 최대압이 격막과 펀치에 가해지며 그렇지 않으면 의도된 위치가 카운터 베어링(23)에 가입시에 정교하게 초과압으로 가압된다. 이렇게 하여 펀치의 연성 단부가 날인된다.
그러나 피라미드식 설계의 단일 압전 저항 측정 소자대신에 하이브리드(22)상의 부가적 압전 저항 측정 소자 또는 무려 4개의 측정 소자까지도 배열될 수 있다. 이러한 경우에 이러한 레지스터 소자는 휘트스톤 하프브릿지나 풀브릿지 회로로 서로 와이어링 된다. 2개의 압전 저항 측정 소자중 하나나, 4개의 압전 저항 측정 소자중 두개는 펀치(18)에 의해 가압되고 이때, 다른 압전 저항 측정 소자나 또는 모든 압전 저항 측정 소자는 두개 중 제1의 압전 저항 측정 소자나 4개 중 두개의 압전 저항 측정 소자의 구역에서 가능한 한 밀접 배치되며 가압되지는 않는다. 이렇게 함으로써 산정회로에서의 온도 변동을 보정하기 위한 부가적 전자부품이 없이도 온도 보정의 수행이 가능해진다.
다양한 레지스터 연장부(38, 39)가 레지스터 연장부를 통해 흐르는 회로의 방향이나 또는 그 횡방향으로 인쇄된다.
본 발명에 따른 압전 저항 측정 소자(19)의 배열에 의해 양호한 측정치가 얻어진다. 또한, 하이브리드(22)상에서의 부품(25)의 배열에 의해 매우 간단한 압력 센서(11)의 조립체가 얻어진다. 압전 저항 소자(19)와 전자 부품(25)및 카운터 베어링(23)은 하우징(10) 외측의 구조적 유니트로서 인출 리드(28)와 함께 선조립될 수 있다. 전자부품(25)과 압전 저항 측정 소자(19)는 압력 센서(11)의 하우징(10)의 외측에서 미리 그 작동성을 체크할 수 있다. 최종 조립중에 할일은 선조립되고 미리 체크된 유니트를 구멍(12)의 개구로부터 하우징 속으로 펀치(18)를 삽입시키면서 펀치가 격막(14)에 지탱될 때까지 밀어넣는 것이다. 카운터 베어링(23)이 하우징(10)속으로 압입되므로 유니트는 하우징(10)에 용이하게 중심을 맞추어 고정된다.
압전 저항 측정 소자(19)와 격막(14)사이의 정확한 기계적 조절이 불필요하므로 제3도 내지 제16도에 보이듯이 격막과 하우징의 생크의 다양한 변경이 가능하다. 이때 격막은 텅빈 하우징(10)에 용접된다. 종래 기술과는 달리 펀치(18)와 압전 저항 측정 소자(19)가 하우징의 제2개구를 통해 삽입될 수 있으므로 격막과 펀치 및 압전 저항 측정 소자의 어떤 조절도 불필요하고 최종 삽입 상태까지도 가능하다. 격막은 큰 공차 한계로 하우징의 생크에 배치될 수 있다. 제1도에 보이는 평판형 격막은 가장 간단한 예를 보인다. 그러나 그것은 아무런 특정 굽힘구역을 갖지 않아서 정확한 측정 신호를 어떤 조건에서도 얻을 수 있게 한다. 제3도의 변화예에 따르면 격막(45)은 펀치(18)와 대면하는 벽에서의 하우징(10)의 생크(16)사이에 환형홈(46)을 갖는다. 이러한 환형홈(46)의 구역에서 격막(45)은 용이하게 굽혀져 작은 압력이라도 탐지될 수 있다. 제4도의 격막(47)은 제3도의 격막에 비해 개선된 측정감도를 보인다.
여기서는 하나의 환형홈(46) 대신에 두개의 좁은 환형홈(48)이 서로 인접하여 형성된다. 물론, 측정 감도 개선을 위해 환형홈의, 수를 증가시킬 수도 있다. 제5도에 따른 변화예에서는 하우징(10)의 개구의 구역에서의 오목부(50)에 의해 굽힘구역이 이루어지며 제1도에서와 마찬가지로 평판(14)이 격막으로 이용된다. 제6도와 제7도에 보이는 격막(51, 52)은 각각 동역학적으로 역전가능하다. 제6도에서의 펀치(18a)는 하우징(10a)에 비해 단축 되었으며, 제7도에서의 펀치(18b)는 하우징(10b)에 비해 신장되어 있다.
결과적으로 매 경우에 베어링구역(51a, 52a)이 하우징의 생크와 펀치 상에 각각의 격막(51, 52)을 위해 형성되고 그 사이에는 경사로 연장하는 굽힘구역(51b, 52b)이 각각 형성된다. 제5도에서와 마찬가지로 제8도, 제9도, 제10a도, 제10b도, 제11도, 제13도, 제15도 및 제17도에서도 오목부(50)를 갖지만 격막이 배열된다. 제8도에서는 격막(55)이 펀치(18)의 구역에서 연속부(56)를 가지며, 그럼으로써 그것이 생크(15)에 비해 단축된 크기로 펀치(18)에 안착된다. 제8도와 제9도로부터 알수 있듯이 생크(15)와 펀치(18)에 지탱하는 구역에서의 격막(55)의 상이한 두께를 보정할 다양한 가능성이 생각된다. 제9도에서는 격막(55)이 이러한 구역에서 원추형이다. 제11도에서는 펀치(18)가 생크(15)보다 크다. 격막(60)은 포트형이지만 하우징의 생크를 감싸지는 않으며 오목부(50)의 벽(61)에 지탱된다.
제10a도, 제10b도, 제12도, 제13도에서는 펀치(18)가 거의 하우징(10)의 생크의 오목부(50)의 바닥과 같은 높이까지 연장한다. 제10a도와 제10b도에 보이는 격막(63)은 굽힘 구역으로 작용하는 파형(64)을 가지며 그 파형은 나선형으로 접선방향으로 연장하는 함몰부를 보인다.
제12도에서는 격막(65)의 굽힘 구역이 포위식 파형(66)이다.
이러한 파형(66)의 높이에 의존하여 격막(65)의 감도가 변화할 수 있다. 제13도에 따른 설계의 경우에는 생크(16)에 형성된 환형홈(67)이 굽힘 지역으로 작용한다. 격막(68) 자체는 제5도의 실시예에서 사용된 바의 평판형이다. 격막(65)은 오목부(50)에 배치되거나 생크(15)의 단부면에 용접된다.
제14도는 생크(15)에 비해 단축된 펀치(69)를 갖는 압력 센서를 도시한다. 격막(70)은 거의 포트형이고 굽힘 구역에서 상승하는 윤곽(71)을 갖는다. 격막(70)의 벽(72)은 생크(15)의 내벽에 지탱된다.
제15도와 제16도의 두개의 격막(75, 78)은 실제 측정구역에서 아무런 변형은 나타내지 않으며 탄성 특성을 갖는다. 이를 위해 격막(75)은 단면도로 보이듯이 생크(15)너머로 돌출하는 생크 구역에서의 지그재그 구역(77)을 갖는다.
이러한 구역에서 격막(75)은 탄성적으로 설계된다. 제16도에서는 격막(78)이 단면도로 보아 S 자형 구역(79)를 갖는다. 이러한 경우에 펀치(18)는 생크(15) 너머로 돌출하고 격막(78)은 오목부(50)에 견고히 용접된다.

Claims (14)

  1. 내연기관, 특히, 자동차용 내연기관의 연소실내의 압력을 탐지하는 압력 센서(11)를 제조하는 방법에 있어서, 격막(14)이 압력 센서(11)의 하우징(10)과 펀치(18)에 고정되고 압전 저항 측정 소자(19)가 제2개구를 통해 하우징(10)속에 압입되고 격막(14)에 가압되어 펀치(18)의 측정 소자(19)사이에 상호 고착 마찰 접속이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 펀치(18)를 위한 카운터 베어링(23)이 하우징(10)의 내부까지 가압되어 압전 저항 소자(19)나 또는 그 압전 저항 소자(19)를 둘러싼 유리층(26)에 펀치(18)의 날인이 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 격막(14)이 압전 저항 소자(19)에 대해 기계적 조절이 없이 하우징(10)의 생크(15)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  4. 압력 센서의 하우징(10) 내에서 격막(14)과 측정 소자(19) 사이에는 측정 소자(19)상에 압력을 가하는 펀치(18)가 배치되는, 내연기관, 특히, 자동차용 내연기관의 연소실내의 압력을 탐지하는 압력 센서에 있어서, 측정 소자(19)가 압전 저항 소자이고 격막(14)을 측정 소자(19)에 대한 기계적으로 정확한 조절이 없이 하우징(10)의 생크(15)에 고정되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  5. 제4항에 있어서, 격막(14)이 평판인 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  6. 제5항에 있어서, 하우징(10)의 생크(15)가 격막(14)이 배치된 오목부(50)를 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  7. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(45, 47)이 펀치(18)에 대면하는 쪽에 적어도 하나 이상의 환형홈(46, 48)을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  8. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(63)이 굽힘 구역으로서의 나선형 함몰부(64)를 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  9. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(51, 52, 55)이 굽힘 구역으로서 원추형 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  10. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(55)이 펀치 구역에 연속부(56)를 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  11. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(65)이 굽힘 구역으로서 반경 방향으로 포위하는 파형(66)을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  12. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 환형홈(67)이 생크(15)의 내벽에 형성한 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  13. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(75)이 펀치(18)의 단부 구역에 탄성구역(77)을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  14. 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 격막(78)이 단면도로 보아 펀치(18)의 단부 구역에 거의 S자형인 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2717262B1 (fr) * 1994-03-14 1997-09-26 Nippon Denso Co Détecteur de pression.
DE19538854C1 (de) * 1995-10-19 1996-08-08 Bosch Gmbh Robert Druckgeber zur Druckerfassung im Brennraum von Brennkraftmaschinen
JPH10197372A (ja) * 1996-12-27 1998-07-31 Murata Mfg Co Ltd 糸張力検知センサ
US6634113B1 (en) * 2002-05-17 2003-10-21 Delphi Technologies, Inc. Tilt sensor and method of forming such device
FI116097B (fi) * 2002-08-21 2005-09-15 Heikki Ruotoistenmaeki Voima- tai paineanturi ja menetelmä sen soveltamiseksi
DE10312174B4 (de) * 2003-03-19 2005-04-28 Bosch Gmbh Robert Bauraumreduzierter Druckgeber zur Druckerfassung im Brennraum von Brennkraftmaschinen
US6923068B2 (en) * 2003-06-19 2005-08-02 Dynisco, Inc. Pressure transducer
JP4708711B2 (ja) * 2004-02-03 2011-06-22 株式会社デンソー 圧力センサ
DE102006008351A1 (de) * 2006-02-21 2007-08-23 Robert Bosch Gmbh Druckmesseinrichtung
JP2010019828A (ja) * 2008-06-11 2010-01-28 Epson Toyocom Corp 圧力センサー用ダイアフラムおよび圧力センサー
CH699668A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Kistler Holding Ag Sensormembrane.
JP4638934B2 (ja) * 2008-10-10 2011-02-23 株式会社豊田中央研究所 圧力センサ
DE102011002596A1 (de) * 2011-01-12 2012-07-12 Robert Bosch Gmbh Brennraumdrucksensor zur Erfassung eines Drucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine
DE102011017667A1 (de) * 2011-04-28 2012-10-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks, insbesondere eines Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine
DE102011017647A1 (de) * 2011-04-28 2012-10-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks, insbesondere eines Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine
JP2013024099A (ja) * 2011-07-20 2013-02-04 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関およびそれを備えた鞍乗型車両
CN104583744B (zh) * 2012-08-29 2017-04-12 西铁城精密器件株式会社 燃烧压力传感器
US20160153443A1 (en) * 2013-10-30 2016-06-02 Lime Instruments, Llc Sensor assembly for measuring dynamic pressure in reciprocating pumps
DE102016225652A1 (de) 2016-12-20 2018-06-21 Piezocryst Advanced Sensorics Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Sensorgehäuses für einen Kraft- oder Drucksensor sowie Sensorgehäuse, Kraft- oder Drucksensor und Verwendung einer additiven Fertigungsvorrichtung
JP6374550B1 (ja) * 2017-02-27 2018-08-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 圧力センサ
JP6855367B2 (ja) * 2017-12-19 2021-04-07 日本特殊陶業株式会社 筒内圧センサ
JP2022118688A (ja) * 2021-02-02 2022-08-15 シチズンファインデバイス株式会社 圧力センサ装置及び受圧素子

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3204463A (en) * 1962-09-18 1965-09-07 Taber Instr Corp Force operated instrument
DE3125640A1 (de) * 1981-06-30 1983-01-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensor
US4567751A (en) * 1982-10-07 1986-02-04 Nippon Soken, Inc. Knocking detection device in diesel engine
DE3339875A1 (de) * 1983-11-04 1985-05-15 C. Wilhelm Stein Sohn GmbH, 2000 Norderstedt Messwertgeber
EP0179278A3 (de) * 1984-10-25 1988-09-07 Robert Bosch Gmbh Drucksensor
US4645965A (en) * 1984-10-26 1987-02-24 Texas Instruments Incorporated Cylinder pressure transmitter for an internal combustion engine
US4606228A (en) * 1985-01-07 1986-08-19 General Signal Corporation Diaphragm for transducer measuring low pressure differentials
FR2626670A1 (fr) * 1987-06-17 1989-08-04 Gazzano Maurice Capteur de pressions et de deformations
DE3811311C1 (ko) * 1988-04-02 1989-03-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
US4993266A (en) * 1988-07-26 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Semiconductor pressure transducer
JPH03148028A (ja) * 1989-11-02 1991-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電型圧力センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05501309A (ja) 1993-03-11
EP0495935B1 (de) 1996-01-24
EP0495935A1 (de) 1992-07-29
WO1992001915A1 (de) 1992-02-06
DE4103705A1 (de) 1992-01-23
US5503023A (en) 1996-04-02
JP3099894B2 (ja) 2000-10-16
DE59107309D1 (de) 1996-03-07
ES2083578T3 (es) 1996-04-16
KR920702492A (ko) 1992-09-04

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