JP4692210B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、受圧用ダイアフラムが受けた圧力を圧力伝達部材を介してセンサチップに伝達することにより圧力検出を行う圧力センサに関し、たとえば、エンジンの燃焼圧を測定する燃焼圧センサなどに適用できる。

従来より、この種の圧力センサとしては、中空筒状の金属ケースの一端部側に、圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラムを設け、金属ケースの他端部側にセンサチップを設け、金属ケースの中空部に圧力伝達部材を設け、受圧用ダイアフラムからの圧力を圧力伝達部材を介してセンサチップへ伝達することで圧力検出を行うものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このような圧力センサは、たとえば、燃焼圧センサとして適用される。具体的には、金属ケースをエンジンに取り付け、エンジンの燃焼室内の圧力すなわち燃焼圧（筒内圧）を、受圧用ダイアフラムが受け、その圧力を圧力伝達部材を介してセンサチップが受けることで検出を行うものである。
特開平５−３４２３１号公報

ここで、上記燃焼圧センサのように、被測定雰囲気が高温となり、それによって、受圧用ダイアフラムが高温にさらされる場合がある。

この場合、たとえば、燃焼圧センサにおいては、受圧用ダイアフラムからの熱を、エンジンに取り付けられた金属ケースを介してエンジンに放熱するという放熱経路があるが、この種の圧力センサでは、受圧用ダイアフラムからの熱が、圧力伝達部材を介してセンサチップへ伝導されるという熱の経路も存在する。

そのため、測定時などにおいて、受圧用ダイアフラムからの熱によりセンサチップが高温となり、センサチップの動作許容温度を超えてしまい、センサとして機能しなくなる恐れがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、受圧用ダイアフラムが受けた圧力を圧力伝達部材を介してセンサチップに伝達することにより圧力検出を行う圧力センサにおいて、受圧用ダイアフラムが受けた熱が圧力伝達部材を介してセンサチップへ伝導するのを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、受圧用ダイアフラム（１０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段（６０）を設け、金属ケース（２０）の他端部側に、金属ケース（２０）を保持するハウジング（３０）を連結し、放熱手段を、一端部（６１）が金属ケース（２０）の他端部に接続され、他端部（６２）側がハウジング（３０）内に延びるヒートパイプ（６０）とし、ヒートパイプ（６０）を複数本設けられたものとし、これら複数本のヒートパイプ（６０）を、金属ケース（２０）の他端部にてセンサチップ（４０）を取り巻くように配置し、当該圧力センサが被取付部材（２００）に取りつけられた状態において、複数本のヒートパイプ（６０）のうち少なくとも１本のヒートパイプを、その一端部（６１）側から他端部（６２）側へ行くにつれて地から天に向かう部分（６３）を有するように、複数本のヒートパイプ（６０）を、折り曲げられた形状としたことを、特徴とする。

それによれば、放熱手段（６０、７０、８０）によって、受圧用ダイアフラム（１０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ向かう熱が放熱されるため、受圧用ダイアフラム（１０）が受けた熱が圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ伝導するのを抑制することができる。

また、本発明では、金属ケース（２０）の他端部側に、金属ケース（２０）を保持するハウジング（３０）を連結し、放熱手段を、一端部（６１）が金属ケース（２０）の他端部に接続され、他端部（６２）側がハウジング（３０）内に延びるヒートパイプ（６０）としている。

それによれば、ハウジング（３０）内のスペースを利用して、放熱手段としてのヒートパイプ（６０）を適切にハウジング（３０）内に収納することができる。

また、本発明では、ヒートパイプ（６０）を複数本設けられたものとし、これら複数本のヒートパイプ（６０）を、金属ケース（２０）の他端部にてセンサチップ（４０）を取り巻くように配置している。

それによれば、複数本のヒートパイプ（６０）がセンサチップ（４０）を取り囲むことになるため、実質的にセンサチップ（４０）の全周囲から放熱を行うことができる。

また、ヒートパイプ（６０）は、その内部封入された液体が蒸発することで熱を奪い移動するもので、天地方向へ向かって配置された方が、蒸発した気体が移動しやすく、熱を効率よく移動させることができる。

このような点を考慮して、本発明では、複数本のヒートパイプ（６０）を設けた構成において、圧力センサが被取付部材（２００）に取りつけられた状態において、複数本のヒートパイプ（６０）のうち少なくとも１本のヒートパイプが、その一端部（６１）側から他端部（６２）側へ行くにつれて地から天に向かう部分（６３）を有するように、複数本のヒートパイプ（６０）を折り曲げられた形状としている。

また、請求項２に記載の発明は、受圧用ダイアフラム（１０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段（６０）を設け、放熱手段を、一端部（６１）が金属ケース（２０）の他端部に接続され、他端部（６２）側がハウジング（３０）内に延びるヒートパイプ（６０）とし、ヒートパイプ（６０）の他端部（６２）側の部位を、ハウジング（３０）の内面に接触させたことを、特徴としており、それによれば、放熱手段（６０）によって、受圧用ダイアフラム（１０）が受けた熱が圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ伝導するのを抑制できるとともに、ヒートパイプ（６０）からの熱をハウジング（３０）を介して放熱できる。

なお、この請求項２の圧力センサにおいても、請求項３に記載の発明のように、ヒートパイプ（６０）を複数本設けられたものとし、これら複数本のヒートパイプ（６０）を、金属ケース（２０）の他端部にてセンサチップ（４０）を取り巻くように配置してもよいし、請求項４に記載の発明のように、当該圧力センサが被取付部材（２００）に取りつけられた状態において、複数本のヒートパイプ（６０）のうち少なくとも１本のヒートパイプを、その一端部（６１）側から他端部（６２）側へ行くにつれて地から天に向かう部分（６３）を有するように、複数本のヒートパイプ（６０）を、折り曲げられた形状としてもよい。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサにおいて、ヒートパイプ（６０）の他端部（６２）側の部位に、ヒートパイプ（６０）からの熱を放熱するフィン（６４）を設けたことを、特徴としており、それによれば、ヒートパイプ（６０）からの熱をフィン（６４）を介して放熱できる。

また、請求項６に記載の発明は、受圧用ダイアフラム（１０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段を、金属ケース（２０）の他端部にてセンサチップ（４０）を取り巻くように設けられた環状のペルチエ素子（７０）としたことを特徴とし、また、請求項７に記載の発明は、受圧用ダイアフラム（１０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段を、金属ケース（２０）の他端部にてセンサチップ（４０）を取り巻くように設けられた複数個のペルチエ素子（７０）としたことを特徴とする。

それによれば、放熱手段（７０）によって、受圧用ダイアフラム（１０）が受けた熱が圧力伝達部材（５０）を介してセンサチップ（４０）へ伝導するのを抑制できるとともに、ペルチエ素子（７０）の冷却機能を用いることにより、実質的にセンサチップ（４０）の全周囲からの放熱が可能になる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１００のエンジン２００への取付構造を示す概略断面図である。本圧力センサ１００は、エンジン２００の燃焼室２０２内の圧力を検出する燃焼圧センサとして適用されるものである。

この圧力センサ１００は、大きくは、胴体部１と、この胴体部１に接続されたコネクタ部２とを有するものである。

また、エンジン２００には、燃焼室２０２に通じる取付穴２０１が設けられており、圧力センサ１００の胴体部１は、その一端部（図１中の下端部）から取付穴２０１に挿入されて、エンジン２００の燃焼室２０２に臨んだ状態となっている。

本例では、胴体部１は、その一端部側から受圧部としての受圧用ダイアフラム１０、中空筒状をなす金属ケース２０、筒状をなすハウジング３０が、順次、溶接やロウ付け、接着などにより接続され一体化されたものである。そして、この胴体部１の他端部すなわちハウジング３０に対して、コネクタ部２が接続されている。

まず、ハウジング３０は、たとえばステンレスなどの金属製のものであり、このハウジング３０の外面には、エンジン２００の取付穴２０１に対して圧力センサ１００を固定するための取付部３１が形成されている。

本例では、取付部３１は、取付穴２０１とネジ結合可能なネジ部３１として構成されている。つまり、本例の圧力センサ１００は、このネジ部３１とネジ穴としての取付穴２０１とのネジ結合により、エンジン２００に固定されて取り付けられる。

金属ケース２０は、本例では、燃焼室２０２側に位置する第１のケース部２０ａとハウジング３０側に位置する第２のケース部２０ｂとが溶接などにより連結された中空筒形状をなすステンレスなどの金属製の部材である。

金属ケース２０において、燃焼室２０２側の端部は開口部２１、ハウジング３０側の端部は、閉塞された薄肉状の歪み部２２となっている。この金属ケース２０の歪み部２２は、受圧用ダイアフラム１０が受けた圧力Ｐが、後述する圧力伝達機構により印加されることで、歪むようになっている。

そして、この歪み部２２には、当該歪み部２２の圧力Ｐによる歪みに基づいて信号を発生するセンサチップ４０が設けられている。ここでは、センサチップ４０は、低融点ガラス４１を介したガラス接合により金属ケース２０と接続されている。

このセンサチップ４０は、たとえば、半導体チップに拡散抵抗などからなる歪みゲージを形成し、このゲージによりブリッジ回路が構成されたものとすることができる。このようなセンサチップ４０によれば、センサチップ４０の歪みに基づく信号が当該ブリッジ回路により出力される。

また、この金属ケース２０の外周面、本例では第２のケース部２０ｂの外周面には、周面と直交する方向へ張り出したシール面２３が全周に形成されている。このシール面２３は、図１に示されるように、燃焼室２０２側からコネクタ部２側へ向かって拡径したテーパ面となっている。

また、このシール面２３に対向する取付穴２０１の内面は、シール面２３に対応したテーパ状の座面となっている。そして、圧力センサ１００をエンジン２００へネジ結合したとき、その軸力により、このシール面２３とエンジン２００の取付穴２０１の内面とが密着してシールがなされる。

そして、金属ケース２０において、燃焼室２０２側端部の開口部２１には、この開口部２１を覆うように、上記受圧用ダイアフラム１０が接合されている。この受圧用ダイアフラム１０は、たとえばステンレスなどの金属製円形板状のものである。

そして、この圧力センサ１００のエンジン２００への取付状態においては、燃焼室２０２内の圧力Ｐは、図１中の白抜き矢印に示されるように、受圧用ダイアフラム１０に印加され、この圧力Ｐの印加により、受圧用ダイアフラム１０は、歪み変形するようになっている。

また、金属ケース２０の中空部には、圧力伝達部材５０が設けられている。この圧力伝達部材５０は、たとえばステンレスなどの金属やセラミックなどからなるものであり、本例では棒状をなす。

圧力伝達部材５０の各端部は、それぞれ金属ケース２０の歪み部２２、受圧用ダイアフラム１０に対して荷重を与えた状態で接触しており、圧力Ｐは、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材５０を介して金属ケース２０の歪み部２２に印加されるようになっている。

本実施形態では、このような圧力検出機構により、受圧用ダイアフラム１０が受けた圧力Ｐが、金属ケース２０の歪み部２２に伝達され、この歪み部２２の歪みに基づいて上記センサチップ４０から信号が出力されるようになっている。

また、図１に示されるように、ハウジング３０の内部には、セラミック基板などからなる配線基板３２が設けられている。そして、配線基板３２にはＩＣチップ３３が搭載され、図示しないボンディングワイヤなどにより配線基板３２と電気的に接続されている。このＩＣチップ３３は、センサチップ４０からの出力を増幅したり調整するための回路が形成されたものである。

さらに、図１に示されるように、ハウジング３０内において、このＩＣチップ３３とセンサチップ４０とは、リード線やフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などからなる配線部材３４により電気的に接続されている。

そして、上記コネクタ部２は、ハウジング３０に対して、Ｏリング３５を介して接続されている。このコネクタ部２はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂などからなるもので、コネクタ部材２には、金属製のターミナル２ａがインサート成形などにより一体化されている。

このコネクタ部２は、一端側がハウジング３０の開口部に挿入された状態でハウジング３０に組み付けられており、ハウジング３０の開口部の縁部がコネクタ部２にかしめられることにより、コネクタ部２とハウジング３０とが一体に固定されている。

また、ハウジング３０内にてコネクタ部２のターミナル２ａは、配線基板３２と電気的に接続されている。そして、ターミナル２ａは自動車のＥＣＵなどに対して、電気的に接続可能となっており、それにより、本圧力センサ１００は外部との信号のやりとりなどが可能になっている。

このように、本実施形態の圧力センサ１００は、中空筒状の金属ケース２０一端部すなわち燃焼室２０２側の端部側に受圧用ダイアフラム１０を設け、他端部すなわちハウジング３０側の端部側にセンサチップ４０を設け、その中空部に圧力伝達部材５０を設けることで、燃焼室２０２内の圧力Ｐを受圧用ダイアフラム１０が受け、圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ伝達することにより、圧力検出を行うようにしている。

ここにおいて、本実施形態では、金属ケース２０において、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ向かう熱を放熱する放熱手段６０が設けられている。

本例では、放熱手段はヒートパイプ６０である。ここでは、ヒートパイプ６０は棒状のものが複数本設けられている。ヒートパイプ６０とは、一般によく知られたもので、銅などからなり本体を区画するパイプ内に、少量封入された水やアルコールなどの作動液体の蒸発・凝縮の相変化により熱を輸送するものである。

ここでは、金属ケース２０の他端部側に、ハウジング３０が連結されており、それにより金属ケース２０が保持されているが、放熱手段としてのヒートパイプ６０は、その一端部６１が金属ケース２０の他端部に接続され、他端部６２側がハウジング３０内に延びて配置されている。それにより、ヒートパイプ６０は、ハウジング３０内の収納スペースに適切に配置されている。

ヒートパイプ６０と金属ケース２０との接続は、これら両者２０、６０が熱的・機械的に接続されていればよく、本例のように、センサチップ４０と金属ケース２０との接続が低融点ガラス４１を介したガラス接合である場合、このガラス４１によって接続されている。また、その他に、溶接やロウ付けなどの接続方法であってもよい。

ここで、図２は、図１中の金属ケース２０の他端部の端面における各部材の配置構成を示す概略平面図である。本例では、複数本（図示例では４本）のヒートパイプ６０は、金属ケース２０の他端部にてセンサチップ４０を取り巻くように配置されている。

本実施形態では、被測定雰囲気である燃焼室２０２が、高温になり、その熱を受圧用ダイアフラム１０が受ける。ここで、エンジン２００には図示しない通路により冷却水が流通しており、上述したように、受圧用ダイアフラムの熱の一部は、金属ケース２０を介してエンジン２００に放熱される。

しかしながら、受圧用ダイアフラム１０からの熱が、圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ伝導されるという熱伝導経路も存在するため、センサチップ４０を熱から保護する必要がある。

その点、本実施形態のような放熱手段としてのヒートパイプ６０を備えた構成によれば、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ向かう熱は、センサチップ４０の周囲に位置するヒートパイプ６０から放熱される。

この放熱は、ヒートパイプ６０の作動原理に基づいて行われるが、具体的には、ヒートパイプ６０の一端部６１すなわち金属ケース２０と接続された端部６１において、ヒートパイプ６０の内部の作動液体が熱により蒸発し、蒸発した気体はヒートパイプ６０内をその他端部６２側へ移動する。

それにより、この蒸発した気体によって熱が運ばれるため、センサチップ４０の周囲において金属ケース２０は冷却される。そして、ヒートパイプ６０の他端部６２側にて高温の蒸気は凝縮され、その凝縮熱はヒートパイプ６０の外部へ放出される。

凝縮された液体は、再び作動液体として、毛細管現象によるポンプ作用または重力によって、ヒートパイプ６０内を移動し、ヒートパイプ６０の一端部６１側へ戻る。この繰り返しにより、ヒートパイプ６０による放熱がなされる。

このように、本実施形態では、受圧用ダイアフラム１０からセンサチップ４０へ向かう熱は、ヒートパイプ６０から放熱されるため、受圧用ダイアフラム１０が受けた熱が圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ伝導するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、ヒートパイプ６０を複数本設け、これら複数本のヒートパイプ６０を、金属ケース２０の他端部にてセンサチップ４０を取り巻くように配置しているため、センサチップ４０の全周囲から放熱を行うことができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ１１０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。また、本実施形態を含め以下の各実施形態においては、図中、圧力センサの要部を示してあるが、図に現れない部分は、上記第１実施形態の圧力センサ１００と同様の構成である。

このような圧力センサは、燃焼圧センサとして用いられるものの、そのエンジン２００への取り付け方向は、受圧用ダイアフラム１０からコネクタ部２へ向かう方向すなわち胴体部１の長手方向（図１参照）が天地方向に一致するとは限らず、胴体部１の長手方向が天地方向からずれて斜めになる場合もある。

一方、上述したように、ヒートパイプ６０は、その内部に封入された液体が蒸発することで熱を奪い移動するもので、天地方向へ向かって配置された方が、蒸発した気体が移動しやすく、熱を効率よく移動させることができる。

このような点を考慮して、本実施形態では、図３に示されるように、圧力センサが被取付部材であるエンジン２００に取りつけられた状態において、複数本のヒートパイプ６０のうち少なくとも１本のヒートパイプが、その一端部６１側から他端部６２側へ行くにつれて地から天に向かう部分を有するように、複数本のヒートパイプ６０を折り曲げた形状としている。

たとえば、図３（ａ）において、３本のヒートパイプ６０のうち、その一端部６１が最下方に位置するヒートパイプ６０には、特別に符号６０ａを付し、これを第１のヒートパイプ６０ａということにし、さらに、図中の上下方向が天地方向であるとする。この場合、この第１のヒートパイプ６０ａは、一端部６１側から他端部６２側へ行くにつれて地から天に向かう部分６３を有している。

このように、複数本のヒートパイプ６０のうちいずれか１本でも、取付状態にある圧力センサの向きによらず、地から天に向かう部分を有すれば、その１本のヒートパイプ６０ａにおいて、蒸発した気体が移動しやすく、熱を効率よく移動させることができる。もちろん、そのような部分を持たないヒートパイプ６０においても、ヒートパイプ６０の作動原理による放熱が行われることはもちろんである。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ１２０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

本実施形態では、図４に示されるように、ヒートパイプ６０の他端部６２側の部位が、ハウジング３０の内面に接触している。ここでは、ヒートパイプ６０の中間部をハウジング３０側へ折り曲げることで、ヒートパイプ６０の他端部６２をハウジング３０に接触させている。

それによれば、ヒートパイプ６０からの熱をハウジング３０を介して放熱でき、より効率的な放熱が可能になる。特に、本圧力センサ１２０を燃焼圧センサとして適用する場合には、ハウジング３０は、冷却水で冷却されるエンジンに接触しており、ハウジング３０を介した放熱は効果的である。

なお、ヒートパイプ６０を折り曲げずに、ヒートパイプ６０をその他端部６２側がハウジング３０に接するように傾けて配置してもよい。

また、本実施形態は、上記第１実施形態に対しては、たとえばヒートパイプ６０を折り曲げることにより実現でき、上記第２実施形態に対しては、ヒートパイプ６０の折り曲げ度合を大きくしハウジング３０に接触させることで実現可能である。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサ１３０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

上記実施形態では、ヒートパイプ６０は複数本のものであったが、本実施形態では、ヒートパイプ６０は中空筒状の１本のものである。具体的には、図５に示されるように、本例のヒートパイプ６０は、センサチップ４０が挿入可能な内径を有する中空円筒状をなすものである。

ヒートパイプ６０は、上述したように、内部に封入された作動液体の蒸発・凝縮による熱の移動を、作動原理としており、このような中空筒状のものであっても、その筒を構成する壁部分の内部に、作動液体を封入してやればヒートパイプとして十分機能する。

そして、このヒートパイプ６０の一端部６１側の開口部６１ａが、当該開口部６１ａ内にセンサチップ４０を収納した状態で金属ケース２０の他端部に、ガラス４１を介して接続されており、ヒートパイプ６０の他端部６２側はハウジング３０内に延びて配置されている。

それによれば、ヒートパイプ６０の一端部６１がセンサチップ４０の周囲を取り囲むことで、センサチップ４０の全周囲からの放熱が可能になる。なお、本実施形態のヒートパイプ６０としては、上記例に示されるような円筒形のものに限らず、センサチップ４０を収納可能な内径を有する中空筒状のものであればよく、たとえば、角筒形のものであってもよい。

また、本実施形態においても、たとえば、ヒートパイプ６０においてその外面を一部突出させたり、他端部６２側に向かって筒の径を拡径させることなどにより、ヒートパイプ６０の他端部６２側の部位を、ハウジング３０の内面に接触させることができる。つまり、本実施形態においても、上記第４実施形態を適用できる。

（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態に係る圧力センサ１４０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

図６に示されるように、本実施形態の圧力センサ１４０は、上記第１実施形態の圧力センサ（図１参照）において、ヒートパイプ６０の他端部側の部位にフィン６４を設け、このフィン６４により、ヒートパイプ６０からの熱を放熱するようにしている。

ここでは、フィン６４は、アルミニウムや銅などの熱伝導性に優れた金属などからなる円板状のものであって複数本のヒートパイプ６０が挿入可能な穴を有したものである。つまり、１枚のフィン６４に対して、複数本のヒートパイプ６０の全てが取り付けられるようになっている。なお、フィン６４の取り付けは、圧入、溶接、ロウ付けなどにより行うことができる。

そして、本例では、このようなフィン６４が、ヒートパイプ６０の他端部６２側の部位にて、ヒートパイプ６０の長手方向に複数枚（図５では５枚）積層された形で配置されている。このようなフィン６４を有する構成によれば、ヒートパイプ６０からの熱をフィン６４を介して放熱でき、より効率的な放熱が可能になる。

（第６実施形態）
図７は、本発明の第６実施形態に係る圧力センサ１５０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

本実施形態は、上記第６実施形態と同様に、フィン６４を持つものであるが、本実施形態では、上記第６実施形態のように複数本のヒートパイプ６０に対して、共通のフィン６４を取り付けるのではなく、個々のヒートパイプ６０毎に独立したフィン６４を取り付けている。この場合も、上記同様に、ヒートパイプ６０からの熱をフィン６４を介して放熱でき、より効率的な放熱が可能になる。

（第７実施形態）
図８は、本発明の第７実施形態に係る圧力センサ１６０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

本実施形態は、上記した中空筒状をなすヒートパイプ６０を採用した第４実施形態（図５参照）に対して、フィン６４を適用したものであり、この場合も、上記同様に、ヒートパイプ６０からの熱をフィン６４を介して放熱でき、より効率的な放熱が可能になる。

なお、上記第５〜第７実施形態に示されるフィン６４を用いた構成においては、フィン６４をハウジング３０の内面に接触させることで、より放熱性の向上が図れる。また、フィン６４とハウジング３０の内面とは離れていてもよい。

さらに、このフィン６４を用いた構成においても、ヒートパイプ６０の他端部６２側の部位を、折り曲げたり、突出させたりすることによりハウジング３０の内面に接触させてもよい。

（第８実施形態）
図９は、本発明の第８実施形態に係る圧力センサ１７０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

上記各実施形態では、放熱手段としてヒートパイプ６０を用いたが、本実施形態は、ペルチエ素子７０を用いるものである。ペルチエ素子７０は、一般に知られているものであり、接合された異種の導体（または半導体）の間に電流を流すことにより、冷却を行う機能を持つ素子であり、片面にて吸熱し、反対面から放熱する効果を持つ。

ここでは、図９に示されるように、ペルチエ素子７０は、金属ケース２０の他端部にてセンサチップ４０を取り巻くように設けられた環状のものである。そして、ペルチエ素子７０は、吸熱面側を金属ケース２０に向けて配置されている。このペルチエ素子７０は、金属ケース２０に対して接着剤などで固定してもよいが、本例では、ガラス４１により接合されている。

また、センサチップ４０とペルチエ素子７０との間は電気的に接続されている。この接続方法は特に限定するものではないが、本例では、ボンディングワイヤ７１により行われている。

それによって、ペルチエ素子７０は、ボンディングワイヤ７１、センサチップ４０および上記配線部材３４（図１参照）を介して、圧力センサ１７０に設けられている上記ＩＣチップ３３（図１参照）と電気的に接続される。そして、ペルチエ素子７０は、このＩＣチップ３３により制御されるようになっている。

このような放熱手段としてのペルチエ素子７０を備えた構成によれば、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ向かう熱は、センサチップ４０の周囲に位置するペルチエ素子７０から放熱される。そのため、本実施形態によっても、受圧用ダイアフラム１０が受けた熱が圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ伝導するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、環状のペルチエ素子７０によって、金属ケース２０の他端部にてセンサチップ４０が取り囲まれるため、センサチップ４０の全周囲から放熱を行うことができる。

（第９実施形態）
図１０は、本発明の第９実施形態に係る圧力センサ１８０の要部構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ方向から見た概略平面図である。なお、（ａ）では配線部材３０を省略し、（ｂ）ではさらにハウジング３０は省略してある。

本実施形態も、放熱手段としてペルチエ素子７０を用いるものであるが、上記第８実施形態では、ペルチエ素子７０として１個の環状のものを用いたが、本実施形態では、図１０に示されるように、ペルチエ素子７０を、金属ケース２０の他端部にてセンサチップ４０を取り巻くように設けられた複数個のものとしている。

この場合も、複数個のペルチエ素子７０を、金属ケース２０の他端部にてセンサチップ４０を取り巻くように配置しているため、センサチップ４０の全周囲から放熱を行うことができ、上記第８実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第１０実施形態）
図１１は、本発明の第１０実施形態に係る圧力センサ１９０の要部構成を示す概略断面図である。

本実施形態の圧力センサ１９０は、放熱手段として、金属ケース２０に設けられ冷却水Ｗが流通する冷却水通路８０を備えたものである。そして、本実施形態の放熱手段は、この冷却水通路８０を介して冷却水Ｗを金属ケース２０の中空部に流通させるようにしたものである。

ここで、圧力センサ１９０自身に、冷却水通路８０に対して冷却水Ｗを供給する何らかの水源を設けてもよいが、本例では、燃焼圧センサとして金属ケース２０が、エンジン２００に取りつけられるものであるため、冷却水通路８０に流通する冷却水Ｗとして、エンジン２００の冷却水Ｗを利用している。

図１１に示されるように、エンジン２００に溝２０４を形成し、この溝２０４によって、金属ケース２０のシール面２３と密着してシールされる取付穴２０１の内面と、エンジン２００の冷却水通路２０３とを連通する。

また、この溝２０４と金属ケース２０の冷却水通路８０とが一致するように、両者８０、２０４を形成する。また、これら溝２０４および金属ケース２０の冷却水通路８０の組は、冷却水Ｗの流入と流出のために２組形成する。

それにより、圧力センサ１９０をエンジン２００に取り付けたときに、エンジン２００の冷却水通路２０３を流れる冷却水Ｗの一部が、一方の溝２０４から金属ケース２０の冷却水通路８０を介して、金属ケース２０の中空部へ流入し、他方の金属ケース２０の冷却水通路８０、溝２０４を介して流出し、エンジン２００の冷却水通路２０３へ戻る。

こうして、金属ケース２０の冷却水通路８０を介して金属ケース２０内に冷却水Ｗを流通させることができるため、金属ケース２０、受圧用ダイアフラム１０、圧力伝達部材５０の冷却がなされる。

そのため、本実施形態によっても、受圧用ダイアフラム１０からセンサチップ４０へ向かう熱は放熱されるため、受圧用ダイアフラム１０が受けた熱が圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ伝導するのを抑制することができる。

ここで、金属ケース２０の内部は、溶接などによる各部材の接合によって気密が確保されているため、冷却水Ｗがセンサチップ４０などに対して流れ出すことはない。また、シール部２３は、エンジン２００の爆発圧力をシールできる程度に精度よく加工されているため、冷却水Ｗが漏れないような溝２０４を作成することは容易である。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、金属ケース２０は、複数個のケース部２０ａ、２０ｂが連結されたものであったが、中空筒状のものであれば、これに限定されず、一体成形されたものであってもよい。また、金属ケース２０と受圧用ダイアフラム１０とは一体に成形されたものであってもよい。

また、放熱手段は、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材５０を介してセンサチップ４０へ向かう熱を放熱するものであればよく、上記したヒートパイプ６０、ペルチエ素子７０、冷却水通路８０を有するもの、などに限定されるものではない。

また、本発明の圧力センサは、上記したような燃焼圧センサに適用が限定されるものではなく、種々の圧力センサとして適用が可能である。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサのエンジンへの取付構造を示す概略断面図である。 上記図１中の金属ケースの他端部の端面における各部材の配置構成を示す概略平面図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視平面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視平面図である。 本発明の第４実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視平面図である。 本発明の第５実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視平面図である。 本発明の第６実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視平面図である。 本発明の第７実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ矢視平面図である。 本発明の第８実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ矢視平面図である。 本発明の第９実施形態に係る圧力センサの要部を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ矢視平面図である。 本発明の第１０実施形態に係る圧力センサの要部を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…受圧用ダイアフラム、２０…金属ケース、３０…ハウジング、
４０…センサチップ、５０…圧力伝達部材、６０…ヒートパイプ、
６１…ヒートパイプの一端部、６２…ヒートパイプの他端部、
６３…ヒートパイプにおける地から天に向かう部分、６４…フィン、
７０…ペルチエ素子、８０…金属ケースの冷却水通路、２００…エンジン。

Claims (7)

1. 中空筒状の金属ケース（２０）と、
   前記金属ケース（２０）の一端部側に設けられ、圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（１０）と、
   前記金属ケース（２０）の他端部側に設けられたセンサチップ（４０）と、
   前記金属ケース（２０）の中空部に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）からの圧力を前記センサチップ（４０）へ伝達する圧力伝達部材（５０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記受圧用ダイアフラム（１０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段（６０）が設けられており、
   前記金属ケース（２０）の他端部側には、前記金属ケース（２０）を保持するハウジング（３０）が連結されており、
   前記放熱手段は、一端部（６１）が前記金属ケース（２０）の他端部に接続され、他端部（６２）側が前記ハウジング（３０）内に延びるヒートパイプ（６０）であり、
   前記ヒートパイプ（６０）は複数本設けられており、これら複数本の前記ヒートパイプ（６０）は、前記金属ケース（２０）の他端部にて前記センサチップ（４０）を取り巻くように配置されており、
   当該圧力センサが被取付部材（２００）に取りつけられた状態において、前記複数本のヒートパイプ（６０）のうち少なくとも１本のヒートパイプが、その一端部（６１）側から他端部（６２）側へ行くにつれて地から天に向かう部分（６３）を有するように、前記複数本のヒートパイプ（６０）は、折り曲げられた形状となっていることを特徴とする圧力センサ。
2. 中空筒状の金属ケース（２０）と、
   前記金属ケース（２０）の一端部側に設けられ、圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（１０）と、
   前記金属ケース（２０）の他端部側に設けられたセンサチップ（４０）と、
   前記金属ケース（２０）の中空部に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）からの圧力を前記センサチップ（４０）へ伝達する圧力伝達部材（５０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記受圧用ダイアフラム（１０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段（６０）が設けられており、
   前記放熱手段は、一端部（６１）が前記金属ケース（２０）の他端部に接続され、他端部（６２）側が前記ハウジング（３０）内に延びるヒートパイプ（６０）であり、
   前記ヒートパイプ（６０）の他端部（６２）側の部位が、前記ハウジング（３０）の内面に接触していることを特徴とする圧力センサ。
3. 前記ヒートパイプ（６０）は複数本設けられており、これら複数本の前記ヒートパイプ（６０）は、前記金属ケース（２０）の他端部にて前記センサチップ（４０）を取り巻くように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
4. 当該圧力センサが被取付部材（２００）に取りつけられた状態において、前記複数本のヒートパイプ（６０）のうち少なくとも１本のヒートパイプが、その一端部（６１）側から他端部（６２）側へ行くにつれて地から天に向かう部分（６３）を有するように、前記複数本のヒートパイプ（６０）は、折り曲げられた形状となっていることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
5. 前記ヒートパイプ（６０）の他端部（６２）側の部位には、前記ヒートパイプ（６０）からの熱を放熱するフィン（６４）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 中空筒状の金属ケース（２０）と、
   前記金属ケース（２０）の一端部側に設けられ、圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（１０）と、
   前記金属ケース（２０）の他端部側に設けられたセンサチップ（４０）と、
   前記金属ケース（２０）の中空部に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）からの圧力を前記センサチップ（４０）へ伝達する圧力伝達部材（５０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記受圧用ダイアフラム（１０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段（７０）が設けられており、
   前記放熱手段は、前記金属ケース（２０）の他端部にて前記センサチップ（４０）を取り巻くように設けられた環状のペルチエ素子（７０）であることを特徴とする圧力センサ。
7. 中空筒状の金属ケース（２０）と、
   前記金属ケース（２０）の一端部側に設けられ、圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（１０）と、
   前記金属ケース（２０）の他端部側に設けられたセンサチップ（４０）と、
   前記金属ケース（２０）の中空部に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）からの圧力を前記センサチップ（４０）へ伝達する圧力伝達部材（５０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記受圧用ダイアフラム（１０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センサチップ（４０）へ向かう熱を放熱する放熱手段（７０）が設けられており、
   前記放熱手段は、前記金属ケース（２０）の他端部にて前記センサチップ（４０）を取り巻くように設けられた複数個のペルチエ素子（７０）であることを特徴とする圧力センサ。

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