WO2016121723A1

WO2016121723A1 - 燃焼圧センサ

Info

Publication number: WO2016121723A1
Application number: PCT/JP2016/052092
Authority: WO
Inventors: 高橋和生; 中川宏史; 宏通安田
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Toyota Motor Corp; Citizen Fine Device Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Toyota Motor Corp; Citizen Fine Device Co Ltd
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPWO2016121723A1; JP6779137B2

Abstract

　内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサであって、内燃機関に形成された収容開口に挿入可能な筒状のハウジングと、このハウジングの燃焼室側に設けた受圧部と、この受圧部の後方におけるハウジング内に配置し、受圧部から伝達される圧力を検出する検出部とを有するセンサ本体部を備え、ハウジングを内燃機関の収容開口に挿入した際に、内燃機関に対してセンサ本体部の中心軸回転方向の位置決めを行う突出部をハウジングに設けるとともに、当該突出部を内燃機関に固定することによりセンサ本体部を内燃機関に固定する固定構造部を設ける。

Description

燃焼圧センサ

　本発明は、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出するための燃焼圧センサに関する。

　従来、内燃機関の燃焼室内のような高温及び高圧の環境下で圧力を検知するセンサとしては、圧電素子を用いた燃焼圧センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、圧電素子を用いた燃焼圧センサにおける圧力を検知する方法には、様々な検知方法が知られているが、一般的には、検知しようとする圧力（外力）を圧力伝達部材を介して圧電素子に作用させ、圧電素子の表面に表れる電荷信号を検知する方法が用いられている。

　図６に、この種の燃焼圧センサの一例として、特許文献１に開示される燃焼圧センサの概要を示す。例示の燃焼圧センサ１００は、筒状に形成されたハウジング１０６の前端部に、検出しようとする圧力の受圧部となるダイアフラム１０１を備えるとともに、このダイアフラム１０１の後方に圧力検出部である圧電素子１０３が配置され、ダイアフラム１０１の受けた圧力は、圧力伝達部材１０２を介して圧電素子１０３に伝達される。圧電素子１０３の後方には、圧電素子１０３から発生する電荷を伝送するための電極部１０４が設けられる。さらに、この電極部１０４の後方には、ハウジング１０６に固定された支持部材１０５が配置され、この支持部材１０５により、圧力伝達部材１０２，圧電素子１０３及び電極部１０４が、ハウジング１０６内で保持される。また、ハウジング１０６内の後端側には、圧電素子１０３から発生した電荷を電圧に変換し、増幅するチャージアンプ回路を含む回路基板１０７が配置され、この回路基板１０７は、上述した電極部１０４に接続される。そして、ハウジング１０６の後端部には、回路基板１０７からの圧力信号を外部へ出力するためのコネクタ１０８が配置される。

　他方、この種の燃焼圧センサ１００は内燃機関に取り付けられるが、この取り付けに際しては、通常、ハウジング１０６の後端側に、ハウジング１０６の先端側よりも径の大きいヘッド部１０６ａが形成され、このヘッド部１０６ａが内燃機関に取り付けるための固定部として利用される（例えば、特許文献２参照）。

　図７に、この種の取り付け構造の一例として、特許文献２に開示される構造の概要を示す。燃焼圧センサ１００は、受圧部であるダイアフラム１０１を含むハウジング１０６の先端側が内燃機関２００の燃焼室側となるよう内燃機関２００のシリンダヘッドに設けられた収容開口２０１に挿入される。このとき燃焼圧センサ１００のヘッド部１０６ａは、シリンダヘッドに設けられた収容開口２０１を覆い、シリンダヘッドの燃焼室と反対側の面に当接するよう構成される。そして、燃焼圧センサ１００を内燃機関２００に固定する際には、例えば、固定手段１１０が、ねじ止め等により内燃機関２００に固定され、この固定手段１１０により、燃焼圧センサ１００のヘッド部１０６ａがシリンダヘッドに押し付けられることにより固定される。また、収容開口２０１に挿入されたハウジング１０６の先端側における外周面と当該収容開口２０１の内壁面間には、燃焼圧センサ１００の外周面を包囲するシール部材１０９が介在される。これにより、ハウジング１０６の先端側における外周面と当該収容開口２０１の内壁面間がシールされるため、内燃機関２００の燃焼室から収容開口２０１を通した、外部への燃焼ガスの漏れ出しが回避される。

特開２０１３－１７４２１１号公報特開２０１０－０９１５６３号公報

　しかし、上述した従来の燃焼圧センサは、次のような解決すべき課題も存在した。即ち、自動車等の内燃機関が配置されたエンジンルームは、一般に限られた空間になっているため、内燃機関に取り付けられた燃焼圧センサのコネクタに対するケーブルの接続や取り外しは、非常に狭い空間での作業が強いられるとともに、配置状況等によっては、コネクタの接続部を目視できない状態で実施しなければならないなど、コネクタの接続や取り外しの作業を容易に行うことができない。

　また、コネクタに接続されるケーブルのねじれは、ケーブルの断線やノイズの発生原因にもなるため、燃焼圧センサのコネクタは特定の向きに揃えることが望ましいが、コネクタの向きやケーブルの接続状態を目視により正確に確認しにくいことから、これらの要請に対しても十分に応えることができない。

　本発明はこのような背景技術に存在する課題を解決した燃焼圧センサの提供を目的とするものである。

　本発明に係る燃焼圧センサは、上述した課題を解決するため、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサであって、内燃機関に形成された収容開口に挿入可能な筒状のハウジングと、前記ハウジングの燃焼室側に設けた受圧部と、前記受圧部の後方における前記ハウジング内に配置し、前記受圧部から伝達される圧力を検出する検出部とを有するセンサ本体部を備え、前記ハウジングを前記収容開口に挿入した際に、前記内燃機関に対して前記センサ本体部の中心軸回転方向の位置決めを行う突出部を前記ハウジングに設けるとともに、前記突出部を前記内燃機関に固定することにより前記センサ本体部を前記内燃機関に固定する固定構造部を設けてなることを特徴とする。

　この場合、好適な実施の態様により、前記突出部は、前記ハウジングに対して別体に構成することにより前記ハウジングに固定することができ、望ましくは、前記ハウジングに対して異なる形成材料、より望ましくは、前記ハウジングの形成材料よりも強度の高い材料を選定して形成できる。また、前記突出部は、左右における一方側の結合部及び他方側の固定部により一体形成し、前記結合部を前記ハウジングに固定するとともに、前記固定部を前記内燃機関に固定することができ、この際、前記結合部を、少なくとも溶接又は接着を含む固着部を介して前記ハウジングに固定してもよいし、或いは、前記結合部に、前記ハウジングの外周面に形成した雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を設け、この雌ねじ部を前記雄ねじ部に螺合することにより前記ハウジングに固定してもよい。さらに、前記突出部には、当該突出部を前記内燃機関に固定する固定ねじを通すための開口を設けることができ、この際、この開口には、内周面に形成した雌ねじを設けるとともに、この雌ねじの内径は、前記内燃機関に設けた前記固定ねじを螺合する雌ねじ部の内径よりも大きくすることができる。加えて、前記突出部には、少なくとも表面の一部に、前記ハウジングの表面又は当該突出部の表面の残部に対して異なる色を呈する着色部を設けることもできる。

　このような構成を有する本発明に係る燃焼圧センサによれば、次のような顕著な効果を奏する。

　（１）　内燃機関に形成された収容開口に挿入可能な筒状のハウジングと、前記ハウジングの燃焼室側に設けた受圧部と、前記受圧部の後方における前記ハウジング内に配置し、前記受圧部から伝達される圧力を検出する検出部とを有するセンサ本体部を備え、前記ハウジングを前記収容開口に挿入した際に、前記内燃機関に対して前記センサ本体部の中心軸回転方向の位置決めを行う突出部を前記ハウジングに設けるとともに、前記突出部を前記内燃機関に固定することにより前記センサ本体部を前記内燃機関に固定する固定構造部を設けてなるため、燃焼圧センサを内燃機関に取り付ける際には、ケーブルを接続するコネクタの向きを特定の向きに揃えることができる。したがって、燃焼圧センサに対するケーブル側のコネクタの接続及び取り外しに係わる作業を容易に行うことができる。

　（２）　燃焼圧センサのコネクタを特定の向きに揃えることができるため、コネクタの向きやケーブルの接続状態を目視により確認しにくい場合であっても、ケーブルを導出する向きを最適な向きに設定できるとともに、品質上のバラツキを低減できる。この結果、コネクタから導出されるケーブルのねじれを防止でき、ケーブルの断線やノイズの発生原因の解消又は低減に寄与できる。

　（３）　好適な態様により、前記突出部を、前記ハウジングに対して別体に構成することにより前記ハウジングに固定するようにすれば、前記突出部には当該ハウジングに対して異なる形成材料、望ましく、より強度の高い材料を選定可能になるため、前記突出部に対して撓み方向の応力が付加される場合であっても燃焼圧センサを確実に固定することができ、圧力の測定精度を損なうような無用な悪影響を回避できる。加えて、既存の燃焼圧センサに対して別途用意した突出部を追加すれば足りるため、容易かつ低コストに実施することができる。

　（４）　好適な態様により、前記突出部を形成するに際し、左右における一方側の結合部及び他方側の固定部により一体形成し、前記結合部を前記ハウジングに固定するとともに、前記固定部を前記内燃機関に固定するようにすれば、前記結合部は前記ハウジングから放射方向（軸直角方向）へ突出可能になるため、前記結合部を前記ハウジングに固定する際には、少なくとも溶接又は接着を含む固着部により前記ハウジングに固定したり、或いは前記結合部に前記ハウジングの外周面に形成した雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を設け、この雌ねじ部を前記雄ねじ部に螺合することにより前記ハウジングに固定することができるなど、各種形態を選択することにより確実に実施できるとともに、簡易な加工等により容易に実施できる。しかも、前記突出部は燃焼圧センサに一体化したツマミ（レバー）として利用できるため、内燃機関に対する燃焼圧センサの取付け及び取外しを容易かつ迅速に行うことができる。

　（５）　好適な態様により、前記突出部に、当該突出部を前記内燃機関に固定する固定ねじを通すための開口を設ければ、汎用部品である固定ねじを使用することにより、前記突出部と前記内燃機関を確実に固定できるとともに、容易かつ低コストに実施できる。

　（６）　好適な態様により、前記開口に、内周面に形成した雌ねじを設けるとともに、この雌ねじの内径を、前記内燃機関に設けた前記固定ねじを螺合する雌ねじ部の内径よりも大きくすれば、メンテナンス等により前記燃焼圧センサを取り外す際に、不完全燃焼生成物等の付着により燃焼圧センサ（前記ハウジング）が前記内燃機関の収容開口から抜けにくい場合であっても、前記開口に設けた雌ねじに、取り外し用ねじ等を螺合することにより、前記燃焼圧センサを容易に取り外すことができる。

　（７）　好適な態様により、前記突出部における、少なくとも表面の一部に、前記ハウジングの表面又は当該突出部の表面の残部に対して異なる色を呈する着色部を設ければ、前記突出部の視認性を高めることができるため、例えば、薄暗く見えにくいような場合であっても前記突出部を確実に視認し、取り付け及び取り外し等における作業性をより高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る燃焼圧センサの断面正面図、同第１実施形態に係る燃焼圧センサの平面図、同第１実施形態に係る燃焼圧センサを内燃機関に取り付けた状態を示す正面断面図、本発明の第２実施形態に係る燃焼圧センサの分解正面図、同第２実施形態に係る燃焼圧センサの平面図、背景技術に係る圧電素子を用いた燃焼圧センサの断面正面図、同燃焼圧センサを内燃機関に取り付けた状態を示す一部断面正面図、

　１０：燃焼圧センサ，１０ｍ：センサ本体部，１１　ダイアフラム（受圧部），１３：検出部（圧電素子），１６：ハウジング，１６ｂ：突出部，１６ｍ：固定構造部，１６ｂｃ：固定部，１６ｂｊ：結合部，１６ｃ：開口，１６ｃｎ：開口の内周面に形成した雌ねじ，２０：燃焼圧センサ，２０ｍ：センサ本体部，２６：ハウジング，２６ｂ：突出部，２６ｍ：固定構造部，２６ｂｃ：固定部，２６ｂｊ：結合部，２６ｃ：開口，２６ｄ：ハウジングの外周面に形成した雄ねじ部，２６ｅ：結合部に設けた雌ねじ部，２６ｈ：着色部，３０：固定ねじ，２００：内燃機関，２０１：収容開口，２０２：固定ねじを螺合する雌ねじ部，Ｊｃ：固着部

　次に、本発明に係る最良実施形態（第１実施形態，第２実施形態）を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

第１実施形態

　まず、第１実施形態に係る燃焼圧センサ１０の構成について、図１～図３を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る燃焼圧センサ１０の断面正面図、図２はこの燃焼圧センサ１０の平面図、図３はこの燃焼圧センサ１０を内燃機関２００に取り付けた状態を示す正面断面図をそれぞれ示す。

　燃焼圧センサ１０は、図１及び図２に示すように、筒状に形成されたハウジング１６の前端部に、検出しようとする圧力の受圧部であるダイアフラム１１を備えるとともに、このダイアフラム１１の後方には、圧力の検出部である圧電素子１３を配設する。これにより、ダイアフラム１１の受けた圧力は、圧力伝達部１２を介して圧電素子１３に伝達される。圧電素子１３の後方には、圧電素子１３から発生する電荷を伝送する電極部１４を配設するとともに、さらに、この電極部１４の後方には、ハウジング１６に固定された支持部材１５を配設する。この支持部材１５により、圧力伝達部１２，圧電素子１３及び電極部１４が、ハウジング１６内で保持される。また、ハウジング１６内の後端側には、ハウジング１６の先端側より径が大きいヘッド部１６ａを形成し、このヘッド部１６ａの内部に、圧電素子１３から発生した電荷を電圧に変換し、増幅するチャージアンプ回路を含む回路基板１７を配設する。この回路基板１７は、上述した電極部１４に接続する。さらに、ハウジング１６の後端部には、回路基板１７からの圧力信号を外部へ出力するためのコネクタ１８を配設する。以上によりセンサ本体部１０ｍが構成される。

　一方、ヘッド部１６ａには、このヘッド部１６ａから外方に突出する突出部１６ｂを一体に設ける。本実施形態に係る突出部１６ｂは、ハウジング１６に対して別体、即ち、センサ本体部１０ｍに対して別体に形成する。突出部１６ｂは、図１に示すように、左右における一方側の結合部１６ｂｊ及び他方側の固定部１６ｂｃにより一体形成する。これにより、突出部１６ｂの正面（図１）から見た全体形状は、逆Ｌ形となり、ハウジング１６の軸方向に対して直角方向に延出する結合部１６ｂｊの先端は、少なくとも溶接又は接着を含む固着部Ｊｃによりヘッド部１６ａに固定する。この結果、ハウジング１６と突出部１６ｂは一体化される。

　また、突出部１６ｂの固定部１６ｂｃには、図３に示すように、ハウジング１６の軸方向平行に沿い、かつ固定ねじ３０を通すことができる開口１６ｃを設ける。このように、突出部１６ｂに固定ねじ３０を通すための開口１６ｃを設ければ、汎用部品である固定ねじ３０を使用することにより、突出部１６ｂと内燃機関２００を確実に固定できるとともに、容易かつ低コストに実施できる利点がある。さらに、開口１６ｃには、内周面に形成した雌ねじ１６ｃｎを設けるとともに、内燃機関２００には、固定ねじ３０の先端側を螺合する雌ねじ部２０２を設ける（図３参照）。この場合、雌ねじ１６ｃｎの内径は、雌ねじ部２０２の内径よりも大きく選定する。即ち、雌ねじ１６ｃｎの内径は、固定ねじ３０の外径より大きく、かつ固定ねじ３０の頭部よりも小さくなるように選定する。

　固定部１６ｂｃ，固定ねじ３０及び雌ねじ部２０２により固定構造部１６ｍが構成され、このような固定構造部１６ｍを設ければ、メンテナンス等により燃焼圧センサ１０を取り外す際に、不完全燃焼生成物等の堆積等により燃焼圧センサ１０（ハウジング１６）が内燃機関２００の収容開口２０１から抜けにくい場合であっても、開口１６ｃに設けた雌ねじ１６ｃｎに、取り外し用ねじ等を螺合させ、この取り外し用ねじ等の先端を内燃機関２００の外面に当接させるとともに、更に押圧することにより、燃焼圧センサ１０を容易に取り外すことができる利点がある。

　なお、突出部１６ｂにおける固定部１６ｂｃの先端面（内燃機関２００に当接する面）には、開口１６ｃよりも大径となる切欠凹部１６ｄを形成するとともに、固定ねじ３０の下部には、周方向に沿ったリング溝を形成する。そして、組付時には、開口１６ｃに固定ねじ３０を挿入するとともに、固定ねじ３０のリング溝にスナップリング３１を装着する。これにより、固定ねじ３０の軸方向移動はスナップリング３１により規制され、開口１６ｃからの固定ねじ３０の脱落を防止できるとともに、さらに、燃焼圧センサ１０の取り付け及び取り外しの作業性を向上させることができる。また、固定ねじ３０を内燃機関２００の雌ねじ部２０２に螺合した際には、スナップリング３１が切欠凹部１６ｄに収容される。

　このように、突出部１６ｂは、左右における一方側の結合部１６ｂｊ及び他方側の固定部１６ｂｃにより一体形成し、結合部１６ｂｊの先端をハウジング１６に固定するとともに、固定部１６ｂｃを内燃機関２００に固定するようにしたため、簡易な加工等により容易に実施できる。しかも、突出部１６ｂは燃焼圧センサ１０に一体化したツマミ（レバー）として利用できるため、内燃機関２００に対する燃焼圧センサ１０の取り付け及び取り外しを容易かつ迅速に行うことができる利点がある。

　また、突出部１６ｂは、燃焼圧センサ１０の中心軸回転方向のコネクタ１８の向きに対し、予め選定（設定）した特定の方向に向けて突出させる。特定の方向（向き）としては、コネクタ１８にケーブル側のコネクタを接続した際に、当該ケーブルの引き回し位置において、ケーブルのねじれを防止し、ケーブルの断線やノイズの発生原因の解消又は低減に寄与できる方向であって、望ましくは、コネクタ１８にケーブル側のコネクタを接続する際に、当該コネクタの接続及び取り外しに係わる作業を容易に行うことができる方向を選定する。

　ところで、突出部１６ｂは、上述したように、左右における一方側の結合部１６ｂｊ及び他方側の固定部１６ｂｃにより一体形成し、結合部１６ｂｊを燃焼圧センサ１０のハウジング１６に固定するとともに、固定部１６ｂｃを内燃機関２００に固定するため、燃焼圧センサ１０を固定する突出部１６ｂには、燃焼圧センサ１０側から大きな応力が付加されることになる。したがって、突出部１６ｂを比較的強度の低い材料で形成した場合、突出部１６ｂの一部が撓む虞れがあり、突出部１６ｂが撓んだ場合には、検出すべき圧力を正確に測定できない不具合を生じる。

　このため、突出部１６ｂを形成するに際しては、ハウジング１６に対して異なる形成材料、望ましくは、より強度の高い材料を選定して形成する。例示の場合、ハウジング１６は「ステンレス鋼材：ＳＵＳ４３０」を用いているため、突出部１６ｂには、「鉄」を用いた。「鉄」は一例として挙げたが、その他、「ステンレス鋼材：ＳＵＳ６３０」等も用いることができる。なお、ハウジング１６には、耐食性及び溶接性等を考慮してＳＵＳ材を用いることが好ましい。

　このように、別体に形成した突出部１６ｂをハウジング１６に固定するようにすれば、突出部１６ｂには当該ハウジング１６に対して異なる形成材料、望ましく、より強度の高い材料を選定可能になるため、突出部１６ｂに対して撓み方向の応力が付加される場合であっても燃焼圧センサ１０を確実に固定することができ、圧力の測定精度を損なうような無用な悪影響を回避できる。加えて、既存の燃焼圧センサ１０に対して別途用意した突出部１６ｂを追加すれば足りるため、容易かつ低コストに実施できる利点がある。

　次に、第１実施形態に係る燃焼圧センサ１０の内燃機関２００に対する取り付け及び取り外し方法について、図３を参照して説明する。

　最初に、内燃機関２００に対する燃焼圧センサ１０の取り付け方法について説明する。まず、燃焼圧センサ１０を用意し、この燃焼圧センサ１０を、受圧部であるダイアフラム１１が内燃機関２００の燃焼室側となるようして、内燃機関２００のシリンダヘッドに設けた収容開口２０１に挿入する。そして、燃焼圧センサ１０のヘッド部１６ａをシリンダヘッドの燃焼室と反対側の外面に当接させ、シリンダヘッドに設けた収容開口２０１を覆っうことにより閉塞する。

　また、一体に備える突出部１６ｂに設けた開口１６ｃの中心位置を、内燃機関２００のシリンダヘッドに設けた雌ねじ部２０２の中心位置に一致させる。そして、固定ねじ３０の先端側を雌ねじ部２０２に螺合させて締め付けを行う。これにより、燃焼圧センサ１０は内燃機関２００に固定される。この場合、燃焼圧センサ１０におけるコネクタ１８の向きは特定の向きとなるため、この特定の向きを選定したことによる作用効果を享受できる。即ち、コネクタ１８を特定の向きに揃えることができるため、コネクタ１８の向きやケーブルの接続状態を目視により確認しにくい場合であっても、ケーブルの導出方向は最適な向きとなり、品質上のバラツキを低減できる。この結果、コネクタ１８から導出されるケーブルのねじれを防止でき、ケーブルの断線やノイズの発生原因の解消又は低減に寄与できる。しかも、燃焼圧センサ１０に対するケーブル側のコネクタの接続及び取り外しに係わる作業を容易に行うことができる。

　なお、燃焼圧センサ１０を収容開口２０１に挿入する際には、ハウジング１６の先端側における外周面と当該収容開口２０１の内壁面間に、燃焼圧センサ１０の外周面を包囲するシール部材１９を介在させる。これにより、ハウジング１６の先端側における外周面と当該収容開口２０１の内壁面間がシールされるため、内燃機関２００の燃焼室から収容開口２０１を通した、外部への燃焼ガスの漏れ出しが回避される。

　次に、内燃機関２００からの燃焼圧センサ１０の取り外し方法について説明する。通常は、上述した取り付け方法と逆の手順に従えば、内燃機関２００から燃焼圧センサ１０を容易に取り外すことができる。

　ところで、内燃機関２００に、燃焼圧センサ１０を取り付けて使用した場合、使用の経過とともに、収容開口２０１と燃焼圧センサ１０の隙間に燃料やオイルの不完全燃焼生成物が堆積し、燃焼圧センサ１０が収容開口２０１に固着することがあり、この場合、燃焼圧センサ１０の取り外しは非常に困難になる。

　このため、本実施形態に係る燃焼圧センサ１０では、この対策として、開口１６ｃに、内周面に形成した雌ねじ１６ｃｎを設けるとともに、この雌ねじ１６ｃｎの内径を、内燃機関２００に設けた固定ねじ３０を螺合する雌ねじ部２０２の内径よりも大きくした。したがって、燃焼圧センサ１０が収容開口２０１に固着した場合には、開口１６ｃに設けた雌ねじ１６ｃｎに対して取り外し用ねじ等を螺合させ、回し操作すればよく、これにより、取り外し用ねじ等の先端は、内燃機関２００の外面に当接するとともに、更に外面を押圧するため、燃焼圧センサ１０を容易に取り外すことができる。

第２実施形態

　次に、第２実施形態に係る燃焼圧センサ２０について、図４及び図５を参照して説明する。図４は本発明の第２実施形態に係る燃焼圧センサの分解正面図、図５はこの燃焼圧センサの平面図をそれぞれ示す。

　なお、第２実施形態では、特に、第１実施形態に対して相違する点を詳述し、燃焼圧センサ２０の内部構造等の同一部分についての説明は省略する。このため、図４及び図５において、第１実施形態と同一部分に対しては同一符号を付し、重複説明を適宜省略するとともに、第１実施形態に対しては異なる形状や機能を有する部分については新たな符号を付して説明する。

　燃焼圧センサ２０は、筒状に形成されたハウジング２６の前端部に、検出しようとする圧力の受圧部であるダイアフラム１１を備えるとともに、ハウジング２６の後端部には燃焼圧センサ２０により検出した圧力信号を外部へ出力するためのコネクタ１８を備える。ハウジング２６の後端側には、ハウジング２６の先端側より径が大きいヘッド部２６ａを形成し、このヘッド部２６ａの外周面における上部には雄ねじ部２６ｄを設ける。以上により、センサ本体部２０ｍが構成される。

　一方、ヘッド部２６ａには、このヘッド部２６ａから外方に突出する突出部２６ｂを設ける。例示の場合、突出部２６ｂはヘッド部２６ａに対して別体に形成する。突出部２６ｂは、図４に示すように、左右における一方側の結合部２６ｂｊ及び他方側の固定部２６ｂｃにより一体形成する。そして、結合部２６ｂｊには、雌ねじ部２６ｅを形成し、この雌ねじ部２６ｅをヘッド部２６ａの雄ねじ部２６ｄに螺合することにより、センサ本体部２０ｍに対して突出部２６ｂを一体化させる。

　突出部２６ｂは、左右における一方側の結合部２６ｂｊ及び他方側の固定部２６ｂｃにより一体形成し、結合部２６ｂｊをハウジング２６に固定するとともに、固定部２６ｂｃを内燃機関２００に固定するため、基本的な構成は、前述した第１実施形態の突出部１６ｂと同じになる。このように、結合部２６ｂｊ（１６ｂｊ）をハウジング２６（１６）に固定するに際しては、少なくとも溶接又は接着を含む固着部Ｊｃによりハウジング１６に固定したり、或いは結合部１６ｂｊにハウジング２６の外周面に形成した雄ねじ部２６ｄに螺合する雌ねじ部２６ｅを設け、この雌ねじ部２６ｅを雄ねじ部２６ｄに螺合することによりハウジング２６に固定できるなど、各種形態を選択することにより確実に実施できる。なお、ハウジング２６及び突出部２６ｂの形成材料は、第１実施形態におけるハウジング１６及び突出部１６ｂの形成材料と同様に実施できる。

　また、突出部２６ｂは、燃焼圧センサ２０の中心軸回転方向のコネクタ１８の向きに対し、予め選定（設定）した特定の方向に向けて突出させる。特定の方向（向き）としては、コネクタ１８にケーブル側のコネクタを接続した際に、当該ケーブルの引き回し位置において、ケーブルのねじれを防止し、ケーブルの断線やノイズの発生原因の解消又は低減に寄与できる方向であって、望ましくは、コネクタ１８にケーブル側のコネクタを接続する際に、当該コネクタの接続及び取り外しに係わる作業を容易に行うことができる方向を選定する。

　この場合、特定の方向（向き）に揃える方法としては、雄ねじ部２６ｄと雌ねじ部２６ｅのピッチの位相を一致させればよい。これにより、突出部２６ｂは、ヘッド部２６ａに対して特定の位置及び角度で停止し、突出部２６ｂを燃焼圧センサ２０の中心軸回転方向のコネクタ１８の向きに対して特定の方向に突出させることができる。その他の方法としては、雄ねじ部２６ｄと雌ねじ部２６ｅを螺合し、突出部２６ｂを燃焼圧センサ２０の中心軸回転方向のコネクタ１８の向きに対して特定の方向になった位置で、雄ねじ部２６ｄと雌ねじ部２６ｅの螺合部分を接着手段等により固定してもよい。

　さらに、第１実施形態における固定構造部１６ｍと同様に、突出部２６ｂを含む固定構造部２６ｍを設ける。即ち、突出部２６ｂに、前述した開口１６ｃと同様の開口２６ｃを設け、この開口２６ｃの内周面に雌ねじ２６ｃｎを形成する。この雌ねじ２６ｃｎの内径は、内燃機関２００に設ける雌ねじ部２０２の内径よりも大きく選定する。即ち、雌ねじ２６ｃｎの内径を、固定ねじ３０の外径より大きく、かつ固定ねじ３０の頭部よりも小さくなるように選定する。

　一方、第２実施形態に係る突出部２６ｂには、この突出部２６ｂから側方へ突出するつまみ部２６ｆを一体に形成する。これにより、つまみ部２６ｆは、燃焼圧センサ２０を内燃機関２００から取り外すときの操作レバー、即ち、突出部２６ｂと一体となったハウジング２６を含む燃焼圧センサ２０を軸回転させるための力の掛止部として利用可能となる。したがって、このつまみ部２６ｆを操作すれば、燃焼圧センサ２０を軸回転させるための力を作用させやすくなるため、燃焼圧センサ２０の取り外し等を容易に行うことができる。

　加えて、図４に示すように、突出部２６ｂにおける、少なくとも表面の一部（図５中の格子線）には、ハウジング２６の表面又は当該突出部２６ｂの表面の残部に対して異なる色を呈する着色部２６ｈを設ける。この着色部２６ｈは着色塗料の塗布により実施可能である。これにより、突出部２６ｂの視認性を高めることができるため、例えば、薄暗く見えにくいような場合であっても突出部２６ｂを確実に視認し、取り付け及び取り外し等における作業性をより高めることができる。その他、突出部２６ｂの表面に、着色又は刻印等の表示手段により、数字，文字，記号等の識別マークを付してもよい。この識別マークは燃焼圧センサ２０の管理等に利用可能である。

　なお、図４中、２６ｇは、ハウジング２６の外周面の一部に設けた切欠部を示す。この切欠部２６ｇにはスパナ等の工具を掛止することができるため、この切欠部２６ｇに掛止させたスパナ等の工具を操作することにより燃焼圧センサ２０を軸回転させることができる。このように、切欠部２６ｇは、燃焼圧センサ２０を軸回転させるための補助機能として利用でき、燃焼圧センサ２０の取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。

　以上、最良実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

　例えば、第１実施形態の燃焼圧センサ１０と第２実施形態の燃焼圧センサ２０の各部の構成要素は、適宜組み合わせて実施することができる。また、燃焼圧センサ１０，２０の内部構造は、例示した圧電素子１３を利用したタイプに限定されるものではなく、ピエゾ抵抗素子タイプや他の任意のセンサタイプであってもよい。さらに、燃焼圧センサ１０，２０を内燃機関２００に固定する固定構造部１６ｍ．２６ｍは、一例として、突出部１６ｂ，２６ｂに設けた開口１６ｃ，２６ｃに固定ねじ３０…を挿入するタイプを挙げたが、その他、接着や溶接等の固着手段により実施してもよい。

　また、燃焼圧センサ１０，２０のコネクタ１８と内燃機関２００の相対的な位置は、突出部１６ｂ，２６ｂの外面と内燃機関２００の一部を突き当て、これにより、燃焼圧センサ１０，２０の軸回転方向の動きを規制（固定）してもよい。さらに、燃焼圧センサ１０，２０のハウジング１６，２６と突出部１６ｂ，２６ｂは、それぞれ別体に構成し、結合（固定）することにより一体化した例を示したが、ハウジング１６，２６と突出部１６ｂ，２６ｂを同一材料により一体形成してもよい。また、燃焼圧センサ１０，２０のハウジング１６，２６にヘッド部１６ａ，２６ａを設け、このヘッド部１６ａ，２６ａにより内燃機関２００におけるシリンダヘッドに設けた収容開口２０２を閉塞して覆う構成例を示したが、ハウジング１６，２６にヘッド部１６ａ，２６ａを設けない構成又はヘッド部１６ａ，２６ａにより収容開口２０２を覆わない構成であってもよい。この場合、収容開口２０２を、突出部１６ｂ，２６ｂの一部で覆う構成でもよい。さらに、固定ねじ３０を挿入する開口１６ｃ，２６ｃに雌ねじ１６ｃｎ，２６ｃｎを設け、この雌ねじ１６ｃｎ，２６ｃｎを利用して燃焼圧センサ１０，２０の取り外しを行える構造例を示したが、取り外しに利用する雌ねじ１６ｃｎ，２６ｃｎは、開口１６ｃ，２６ｃ以外に設ける構成を排除するものではない。

　本発明に係る燃焼圧センサは、燃焼室内の圧力を測定する燃焼圧センサを各種内燃機関に取り付ける際の取付構造に利用できる。

Claims

　内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサであって、内燃機関に形成された収容開口に挿入可能な筒状のハウジングと、前記ハウジングの燃焼室側に設けた受圧部と、前記受圧部の後方における前記ハウジング内に配置し、前記受圧部から伝達される圧力を検出する検出部とを有するセンサ本体部を備え、前記ハウジングを前記収容開口に挿入した際に、前記内燃機関に対して前記センサ本体部の中心軸回転方向の位置決めを行う突出部を前記ハウジングに設けるとともに、前記突出部を前記内燃機関に固定することにより前記センサ本体部を前記内燃機関に固定する固定構造部を設けてなることを特徴とする燃焼圧センサ。
　前記突出部は、前記ハウジングに対して別体に構成することにより前記ハウジングに固定してなることを特徴とする請求項１記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、前記ハウジングに対して異なる材料により形成することを特徴とする請求項２記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、形成材料として、前記ハウジングの形成材料よりも強度の高い材料を選定することを特徴とする請求項３記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、左右における一方側の結合部及び他方側の固定部により一体形成し、前記結合部の先端側を前記ハウジングに固定するとともに、前記固定部を前記内燃機関に固定することを特徴とする請求項１記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、前記結合部の先端を、少なくとも溶接又は接着を含む固着部を介して、前記ハウジングに固定することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、前記結合部の先端側に、前記ハウジングの外周面に形成した雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を設け、この雌ねじ部を前記雄ねじ部に螺合することにより前記ハウジングに固定することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、当該突出部を前記内燃機関に固定する固定ねじを通すための開口を有することを特徴とする請求項１又は５記載の燃焼圧センサ。
　前記開口は、内周面に形成した雌ねじを有するとともに、この雌ねじの内径は、前記内燃機関に設けた前記固定ねじを螺合する雌ねじ部の内径よりも大きくすることを特徴とする請求項８に記載の燃焼圧センサ。
　前記突出部は、少なくとも表面の一部に、前記ハウジングの表面又は当該突出部の表面の残部に対して異なる色を呈する着色部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の燃焼圧センサ。