JP5648562B2 - 燃焼圧センサ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内における圧力を検出するための燃焼圧センサ、特にハウジングの一端に設けたダイアフラムに印加される圧力を、ハウジングに収容された棒状の圧力伝達部材により、ハウジングの他端に設けた圧力検出部に伝達する構成の燃焼圧センサに関する。

従来、特許文献１に示されるように、ハウジングの一端に設けたダイアフラムに印加される圧力を、ハウジングに収容された棒状の圧力伝達部材により、ハウジングの他端に設けた圧力検出部に伝達する構成の燃焼圧センサが知られている。

この燃焼圧センサでは、受圧用ダイアフラムに圧力が印加されると、ダイアフラムが歪んで圧力伝達部材が軸方向にスライドし、そのスライド分、ハウジングの底部に歪が生じる。そして、圧力検出部は、底部の歪に応じたレベルの信号を生じ、この信号に基づいて圧力検出が行われるようになっている。

特開２００６−２０８０４３号公報

ところで、上記構成の燃焼圧センサにおいて、ダイアフラムに印加される圧力（所謂燃焼圧）は、５０ｋＨｚ未満の低周波成分から５０ｋＨｚ以上の高周波成分までを含む。一方、圧力伝達部材は、耐熱性、圧力伝達性等を考慮し、金属やセラミックスなどの耐熱性を有しつつ硬い材料を用いて形成される。このため、低周波成分だけでなく高周波成分も圧力伝達部材を伝播し、この高周波成分により圧力検出部がダメージを受ける恐れがある。

圧力検出部のダメージを抑制するために、高周波成分による衝撃荷重に耐えるべく圧力検出部自体の耐圧を高めることが考えられる。しかしながら、圧力検出部の耐圧を高めると、その反面、圧力検出部の感度が低下してしまう。

本発明は上記問題点に鑑み、圧力検出部の感度を低下させることなく、高周波成分による圧力検出部のダメージを抑制することができる燃焼圧センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１に記載の燃焼圧センサは、
一端が開口する中空筒状のハウジング（１１）と、
ハウジング（１１）の中空を閉塞するように開口端部（１１ａ）に設けられ、内燃機関の燃焼室内における圧力（所謂燃焼圧）の印加により歪む受圧用のダイアフラム（１２）と、
ハウジング（１１）における開口端部（１１ａ）と反対の底部（１１ｂ）外面に搭載され、圧力に応じた信号を生じる圧力検出部（１３）と、
ハウジング（１１）に収容されて、ダイアフラム（１２）に印加される圧力を、底部（１１ｂ）を介して圧力検出部（１３）に伝達する棒状の圧力伝達部材（１４）と、を備える。

そして、圧力伝達部材（１４）の表面に、第１凸部（１５ａ）及び第１凹部（１５ｂ）の少なくとも一方を有する第１減衰部（１５）が設けられ、
空気よりも粘性係数の大きい材料からなる粘性部材（１６）が、ハウジング（１１）に収容されるとともに、圧力伝達部材（１４）における少なくとも第１減衰部（１５）の表面とハウジング（１１）の内面（１１ｃ）との両方に接触していることを特徴とする。

粘性部材（１６）は、圧力伝達部材（１４）における第１減衰部（１５）の表面とハウジング（１１）の内面（１１ｃ）との両方に接触している。このため、燃焼圧を受けて圧力伝達部材（１４）がスライドする際に、圧力伝達部材（１４）は粘性部材（１６）による抵抗力、所謂粘性抵抗を被る。ここで、粘性抵抗は、粘性係数（粘性率とも言う）に比例する。このため、粘性係数が大きいほど粘性抵抗は大きくなり、運動中の物体は大きな抵抗力を受ける。したがって、本発明によれば、粘性部材（１６）を配置しない構成、すなわち従来のように圧力伝達部材とハウジングの内面との間に空気が介在する構成に較べて、圧力伝達部材（１４）が受ける粘性抵抗を大きくすることができる。

また、粘性抵抗は、粘性部材（１６）と接触する物体の形状にも依存する。具体的には、平面に較べて、凸部や凹部を有する構成のほうが、粘性部材（１６）との接触面積が大きくなり、粘性抵抗が大きくなる。したがって、第１減衰部（１５）を有する本発明によれば、圧力伝達部材（１４）における粘性部材（１６）との接触面を平面とする構成に較べて、圧力伝達部材（１４）が粘性部材（１６）から受ける粘性抵抗を大きくすることができる。

さらには、粘性抵抗は、物体の動く速度に比例する。このため、周波数が高いほど、運動中の物体は大きな抵抗を受ける。

以上から、本発明によれば、ダイアフラム（１２）に印加される燃焼圧のうち、５０ｋＨｚ以上の高周波成分を５０ｋＨｚ程度の低周波成分に較べて、粘性抵抗により効率よく減衰させることができる。そして、これにより、圧力伝達部材（１４）を伝播する高周波成分を低減し、ひいては圧力検出部（１３）の受けるダメージを抑制することができる。また、圧力検出部（１３）のダメージを抑制するために、圧力検出部（１３）自体の耐圧を高めなくとも良いため、圧力検出部（１３）の感度低下を抑制することもできる。

請求項２に記載のように、
第１減衰部（１５）は、圧力伝達部材（１４）の軸方向において、圧力伝達部材（１４）の中心（１４ｃ）よりもダイアフラム（１２）に近い位置に設けられることが好ましい。

これによれば、ダイアフラム（１２）に近い位置、すなわち圧力伝達部材（１４）をスライド（変位）させるエネルギーの高い位置で、粘性抵抗により高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

請求項３に記載のように、
粘性部材（１６）は、第１凸部（１５ａ）及び／又は第１凹部（１５ｂ）の複数と接触すると良い。

このように、粘性部材（１６）との接触対象として、第１凸部（１５ａ）を複数、第１凹部（１５ｂ）を複数、第１凸部（１５ａ）と第１凹部（１５ｂ）を合わせて複数、のいずれかとすると、第１凸部（１５ａ）及び第１凹部（１５ｂ）のいずれか１つのみと接触する構成に較べて、粘性部材（１６）との接触面積を大きくする効果が高まり、高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

請求項４に記載のように、
ハウジング（１１）の内面（１１ｃ）における粘性部材（１６）との接触部分に、第２凸部（１９ａ）及び第２凹部（１９ｂ）の少なくとも一方を有する第２減衰部（１９）が設けられた構成としても良い。

これによれば、粘性部材（１６）とハウジング（１１）との接触面積が大きくなり、ハウジング（１１）が粘性部材（１６）から受ける粘性抵抗が大きくなる。このため、圧力伝達部材（１４）のスライドする際に粘性部材（１６）がより変位しにくくなる、すなわち圧力伝達部材（１４）が受ける粘性抵抗がより大きくなる。したがって、高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

請求項５に記載のように、
第２減衰部（１９）は、圧力伝達部材（１４）の軸方向において、圧力伝達部材（１４）の中心（１４ｃ）よりもダイアフラム（１２）に近い位置に設けられることが好ましい。

本発明の作用効果は、請求項２に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

請求項６に記載のように、
粘性部材（１６）は、第２凸部（１９ａ）及び／又は第２凹部（１９ｂ）の複数と接触すると良い。

本発明の作用効果は、請求項３に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

請求項７に記載のように、粘性部材（１６）は、圧力伝達部材（１４）に一体成形された構成としても良い。これによれば、圧力伝達部材（１４）と別体である構成に較べて、粘性部材（１６）の組み付けを容易にすることができる。

また、請求項８に記載のように、粘性部材（１６）として、周方向に沿って圧力伝達部材（１４）に取り付けられるＯリングを採用しても良いし、請求項９に記載のように、液体を採用しても良い。

第１実施形態に係る燃焼圧センサの概略構成を示す断面図である。 図１に示す燃焼圧センサにおいて、圧力伝達部材周辺を拡大した断面図である。 圧力伝達部材のスライドと粘性抵抗を示す拡大断面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 第２実施形態に係る燃焼圧センサにおいて、圧力伝達部材周辺を拡大した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の各図相互において互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
図１に示す燃焼圧センサ１０は、内燃機関として例えば図示しない自動車のエンジンに取り付けられ、該エンジンの燃焼室内の圧力（所謂燃焼圧）を検出するものである。

この燃焼圧センサ１０は、本実施形態に係る特徴部分として、ハウジング１１、該ハウジング１１の一端に設けられた受圧用のダイアフラム１２、ハウジング１１の他端に固定された圧力検出部としてのセンサチップ１３、ハウジング１１に収容され、表面に第１減衰部１５を有する圧力伝達部材１４、及び同じくハウジング１１に収容された粘性部材１６を備える。以下、上記特徴部分を含む燃焼圧センサ１０全体の構成について説明する。

図１に示すケース２０は、配線基板３０や、該配線基板３０とセンサチップ１３を接続する配線部材３２などを収容するとともに、上記ハウジング１１と後述するコネクタ４０とを連結する機能を果たすものである。

このケース２０は、ステンレス材料（例えばＳＵＳ４３０、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４）などの金属材料からなり、両端が開口する筒状をなしている。また、拡径部２１と、拡径部２１よりハウジング１１側の部分であって拡径部２１より内径及び外径が縮径された縮径部２２を有する。

拡径部２１には、配線基板３０が収容されている。この配線基板３０は、セラミックスなどの耐熱性を有する基材に配線部を設けてなる。配線基板３０は、図１に示すように、その周縁部がケース２０（拡径部２１）の内面に例えば接着固定されることで、拡径部２１における縮径部２２側の開口端部を覆うように設けられている。配線基板３０の一面には、ＩＣチップなどの電子部品３１が実装されている。本実施形態では、この電子部品３１に、センサチップ１３からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されている。

縮径部２２には、配線部材３２が配置されている。この配線部材３２としては、リードやフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などを採用することができる。配線部材３２は、図１に示すように、拡径部２１まで延設されて一方の端部３２ａが配線基板３０に接続されており、他方の端部３２ｂがセンサチップ１３に接続されている。すなわち、配線部材３２は、縮径部２２のほぼ全域に配置されている。また、縮径部２２の筒内であって、拡径部２１と反対の開口端部付近には、ハウジング１１の底部１１ｂ及びセンサチップ１３が収容されている。

また、縮径部２２の外周面には、エンジンの取付穴に対して燃焼圧センサ１０を固定するための取付部となる螺子部２４が形成されている。

一方、拡径部２１における縮径部２２と反対の開口端部には、コネクタ４０が接続されている。具体的には、拡径部２１の後端２３にコネクタ４０の一部が収容された状態で、拡径部２１の後端２３（ケース２０のセンサチップ１３と反対側の開口端部）がかしめられ、ケース２０にコネクタ４０が固定されている。

このコネクタ４０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の耐熱性を有する樹脂からなる絶縁ハウジング４１と、該絶縁ハウジング４１にインサート成形などにより一体的に保持されたターミナル４２（端子）を有する。ターミナル４２の一端は、外部との電気的な接続部として絶縁ハウジング４１の開口部４３内に突出しており、他端はバネ部材４４を介したバネ接触により、配線基板３０と電気的に接続されている。

ケース２０（縮径部２２）の先端には、ハウジング１１が設けられている。このハウジング１１は、ケース２０と反対の端部１１ａが開口するとともに、ケース２０側の端部は底部１１ｂにより閉塞されている。すなわち、中空部を有し、一端のみが開口された有底筒状をなしている。また、ハウジング１１は、第１ハウジング部材１７及び第２ハウジング部材１８を接合してなる。

第１ハウジング部材１７は、ステンレス（例えばＳＵＳ６３０）などの金属材料からなり、両端が開口した円筒形状をなしている。そして、一方の開口端部が、ハウジング１１の端部１１ａ（開口端部１１ａ）をなしており、この開口端部１１ａには、ハウジング１１の中空部を閉塞するようにダイアフラム１２が接合されている。

第２ハウジング部材１８は、所謂金属ステムと呼ばれるもので、ステンレス（例えばＳＵＳ６３０）などの金属材料からなり、有底円筒状をなしている。この第２ハウジング部材１８は、第１ハウジング部材１７側の端部が開口しており、ケース２０側の端部が閉塞されて、ハウジング１１の底部１１ｂをなしている。この底部１１ｂの少なくとも一部は、圧力伝達部材１４のスライドに応じて歪可能なように、図示しない薄肉状の歪み部となっている。

そして、２つのハウジング部材１７，１８は、開口端部が向き合い、互いに重なるように配置され、外周全周が例えば溶接により接合されている。ハウジング１１において、２つのハウジング部材１７，１８の中空部は連通している。また、円筒形状の第１ハウジング部材１７の内面と、有底円筒状の第２ハウジング部材１８の筒部内面とが面一に連結され、円筒状の内面１１ｃをなしている。

また、第２ハウジング部材１８は、底部１１ｂから一部の範囲の部分が、図２に示すように、ケース２０の筒内に挿入配置されており、ケース２０の開口端部に係止する部分の外周全周が例えば溶接により接合されている。このように、底部１１ｂはケース２０の筒内に収容されている。

なお、図１及び図２に示す符号１８ａは、第２ハウジング部材１８におけるフランジ部である。このフランジ部１８ａの外周面は、開口端部１１ａから底部１１ｂの方向に拡径するテーパ面となっている。このため、燃焼圧センサ１０をエンジンの取付穴に対して固定する際に、フランジ部１８ａの外周面と取付穴の内面が密着し、シールされるようになっている。

ダイアフラム１２は、燃焼圧が直接的に作用する部分である。このダイアフラム１２は、ステンレス材料（例えばＳＵＳ６３０）等の金属材料からなり、円板状に形成されている。そして、その周縁部が、ハウジング１１（第１ハウジング部材１７）の開口端部１１ａに対向配置され、外周全周が例えば溶接により接合されている。これにより、ハウジング１１の中空部が、ダイアフラム１２により密閉されている。また、ダイアフラム１２は、周縁部に囲まれた中央部における燃焼室側の面を受圧面とし、燃焼圧がこの受圧面に印加されることで中央部が歪むように構成されている。

センサチップ１３は、ハウジング１１の底部１１ｂにおいて、ハウジング１１中空部と反対の外面に、低融点ガラスなどの接着剤を介して貼り付けられている。このセンサチップ１３は、半導体基板に歪ゲージのような感歪素子が形成されてなるものである。また、上記したように、ハウジング１１の底部１１ｂとともに、ケース２０の筒内に収容されている。

圧力伝達部材１４は、所謂ロッドと呼ばれるもので、ステンレスなどの金属やセラミックスなどの、耐熱性を有しつつ硬い材料を用いて形成されてなり、ダイアフラム１２と底部１１ｂの並び方向、換言すればハウジング１１の筒の延伸方向に沿って延びる棒状をなしている。そして、ダイアフラム１２とハウジング１１（第２ハウジング部材１８）の底部１１ｂとの間に挟まれて配置されている。また、圧力伝達部材１４は、ダイアフラム１２及び底部１１ｂとそれぞれ荷重を与えた状態で接触している。このため、燃焼圧の大きさに応じてダイアフラム１２が歪む（撓む）と、その歪による応力が圧力伝達部材１４に伝わり、それがさらにハウジング１１の底部１１ｂに伝えられる。これにより、底部１１ｂが歪んでその歪による応力がセンサチップ１３に伝えられ、センサチップ１３が有する感歪素子の抵抗値が変化するようになっている。

本実施形態では、このような圧力伝達部材１４の表面に、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂの少なくとも一方からなる第１減衰部１５が設けられている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、第１減衰部１５として、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂの両方をそれぞれ複数有している。また、圧力伝達部材１４の軸方向（延伸方向）において、第１凸部１５ａと第１凹部１５ｂが、交互且つ連続的に設けられている。また、第１減衰部１５は、圧力伝達部材１４の軸方向において、圧力伝達部材１４の中心（図２の破線参照）よりもダイアフラム１２に近い領域に設けられている。本実施形態では、ハウジング１１の開口端部１１ａよりも若干底部１１ｂに近い位置から、上記中心付近までの領域に設けられている。さらに、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂは、図２及び図３に示すように、いずれの表面もＶ字形状となっている。

粘性部材１６は、空気よりも粘性係数の大きい材料からなる。このような粘性部材１６としては、ハウジング１１及び圧力伝達部材１４よりもヤング率の低い材料（軟らかい材料）、具体的にはゲル、樹脂、ゴム、液体を採用することができる。例えばゲルとしては、シリコーンゲルやフッ素ゲル、フルオロシリコーンゲルなどを採用することができる。また、樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを採用することができる。また、ゴムとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを採用できる。さらには、液体としては、シリコーンオイルやフッ素オイルなどのオイルを採用することができる。本実施形態では、樹脂からなる粘性部材１６を採用している。

また、粘性部材１６は、ハウジング１１に収容されるとともに、圧力伝達部材１４における少なくとも第１減衰部１５の表面と、ハウジング１１の内面１１ｃとの両方に接触するように配置されている。本実施形態では、粘性部材１６が第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂの全てと接触するように、ハウジング１１の開口端部１１ａよりも若干底部１１ｂに近い位置から、上記した圧力伝達部材１４の中心よりも若干底部１１ｂに近い位置までの範囲において、圧力伝達部材１４の全周を被覆するように設けられている。

また、本実施形態では、図２に示すように、粘性部材１６が圧力伝達部材１４に一体成形されている。このような粘性部材１６が一体化した圧力伝達部材１４は、樹脂やゴムとともに圧力伝達部材１４を図示しない金型にて成形することにより作製される。

このように構成される燃焼圧センサ１０は、ターミナル４２を介して配線基板３０及びセンサチップ１３に電力が供給され、作動する。そして、ダイアフラム１２が受けた燃焼圧に応じてセンサチップ１３から信号が出力されると、その信号が配線部材３２を介して配線基板３０の電子部品３１（ＩＣチップ）に伝えられる。そして、電子部品３１に構成された処理回路によって信号処理が行われた後、その信号がターミナル４２を通じて外部に出力される。このように、外部に対して燃焼圧に応じた信号を伝えることができる。

次に、上記した燃焼圧センサ１０の製造方法について簡単に説明する。

まず、圧力伝達部材１４及び粘性部材１６が収容され、開口端部１１ａがダイアフラム１２により閉塞されたハウジング１１を準備する。上記したように、第１減衰部１５を有する圧力伝達部材１４をインサート部品として、粘性部材１６を金型により成形することで、粘性部材１６が一体化した圧力伝達部材１４を形成する。

また、第２ハウジング部材１８の底部１１ｂの外面にガラス接合などによりセンサチップ１３を接合し、第２ハウジング部材１８とセンサチップ１３を一体化する。また、第１ハウジング部材１７とダイアフラム１２とを、ロウ付けや溶接などによって接合固定し、一体化する。

そして、センサチップ１３とダイアフラム１２との間に、粘性部材１６が一体化した圧力伝達部材１４を介在させ、ダイアフラム１２から圧力伝達部材１４を介して底部１１ｂへ荷重を与えた状態で、第１ハウジング部材１７と第２ハウジング部材１８を溶接して接合する。以上により、圧力伝達部材１４及び粘性部材１６が収容され、開口端部１１ａがダイアフラム１２により閉塞されたハウジング１１が形成される。

次いで、ハウジング１１に搭載されたセンサチップ１３に対して、配線部材３２の一方の端部３２ｂを、はんだなどを介して接続する。そして、配線部材３２を、他方の端部３２ａを先頭として、ケース２０の縮径部２２の開口端部から挿入し、配線部材３２の端部３２ａをケース２０の拡径部２１まで引き出す。また、ハウジング１１（第２ハウジング部材１８）とケース２０（縮径部２２）とを、溶接などにより接合する。

次いで、配線部材３２の端部３２ａと電子部品３１が実装された配線基板３０とを、はんだなどを介して接続する。そして、配線基板３０をケース２０の拡径部２１に固定する。その後、コネクタ４０をケース２０の後端２３の開口内に挿入するとともに、ターミナル４２と配線基板３０とを、バネ部材４４を介して電気的に接続する。

次に、ケース２０の後端２３を、コネクタ４０のケース２０側端部（フランジ部）に対して折り曲げるようにかしめ、コネクタ４０とケース２０とを固定する。以上により、図１に示す燃焼圧センサ１０を得ることができる。

次に、上記した燃焼圧センサ１０の特徴部分の効果について説明する。

本実施形態では、粘性部材１６を、ハウジング１１内に収容するとともに、圧力伝達部材１４における第１減衰部１５の表面とハウジング１１の内面１１ｃとの両方に接触させている。このため、燃焼圧を受けてダイアフラム１２が歪み、この歪により、図３に示すように圧力伝達部材１４が軸方向においてセンサチップ１３側にスライドする際、圧力伝達部材１４は、粘性部材１６による抵抗力、所謂粘性抵抗を被る。この粘性抵抗は、図３に示すように、圧力伝達部材１４のスライド方向と反対の方向に作用する。

ここで、粘性抵抗は、粘性係数（粘性率とも言う）に比例する。このため、粘性係数が大きいほど粘性抵抗は大きくなり、運動中の物体は大きな抵抗力を受ける。これに対し、本実施形態では、空気よりも粘性係数の大きい材料からなる粘性部材１６を用いる。このため、粘性部材１６を配置しない構成、すなわち従来のように圧力伝達部材１４とハウジング１１の内面１１ｃとの間に空気が介在する構成に較べて、圧力伝達部材１４が受ける粘性抵抗を大きくすることができる。

また、粘性抵抗は、粘性部材１６と接触する物体の形状にも依存する。具体的には、平面に較べて、凸部や凹部を有する構成のほうが、粘性部材１６との接触面積が大きくなり、粘性抵抗が大きくなる。これに対し、本実施形態では、圧力伝達部材１４の表面に第１減衰部１５を設け、この第１減衰部１５に粘性部材１６が接触するようにしている。このため、圧力伝達部材１４における粘性部材１６との接触面を平面とする構成に較べて、圧力伝達部材１４が粘性部材１６から受ける粘性抵抗を大きくすることができる。

また、粘性抵抗は、物体の動く速度に比例する。このため、周波数が高いほど、運動中の物体は大きな抵抗を受ける。したがって、ダイアフラム１２に印加される燃焼圧は、５０ｋＨｚ未満の低周波成分から５０ｋＨｚ以上の高周波成分までを含むが、圧力伝達部材１４の軸方向の振動のうち、高周波成分のほうが粘性抵抗が大きくなる。

以上から、本実施形態によれば、ダイアフラム１２に印加される燃焼圧のうち、５０ｋＨｚ以上の高周波成分を、５０ｋＨｚ未満の低周波成分に較べて、粘性抵抗により効率よく減衰させることができる。そして、これにより、圧力伝達部材１４を伝播する高周波成分を低減し、ひいてはセンサチップ１３の受けるダメージを抑制することができる。また、センサチップ１３のダメージを抑制するために、センサチップ１３自体の耐圧を高めなくとも良いため、センサチップ１３の感度低下を抑制することもできる。なお、燃焼圧のうち、低周波成分については、高周波成分ほど減衰されないため、センサチップ１３は、燃焼圧のうち、主として低周波成分を検出することとなる。

また、本実施形態では、第１減衰部１５が、圧力伝達部材１４の軸方向において、圧力伝達部材１４の中心（図２に示す破線位置）よりもダイアフラム１２に近い位置に設けられている。このため、圧力伝達部材１４をスライド（変位）させるエネルギーの高い位置で、粘性抵抗により高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

また、本実施形態では、粘性部材１６が、第１凸部１５ａ及び／又は第１凹部１５ｂの複数と接触する。すなわち、粘性部材１６の接触対象が、第１凸部１５ａを複数、第１凹部１５ｂを複数、第１凸部１５ａと第１凹部１５ｂを合わせて複数、のいずれかとなっている。このため、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂのいずれか１つのみと接触する構成に較べて、粘性部材１６との接触面積を大きくする効果が高まり、高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

また、本実施形態では、粘性部材１６が圧力伝達部材１４に一体成形されている。このため、圧力伝達部材１４と別体である構成に較べて、ハウジング１１への粘性部材１６の組み付けを容易にすることができる。

（変形例）
上記例では、第１減衰部１５を、軸方向において圧力伝達部材１４の一部、より詳しくは、ハウジング１１の開口端部１１ａよりも若干底部１１ｂに近い位置から、上記中心付近までの領域に設けられる例を示した。しかしながら、第１減衰部１５の形成位置は、上記例に限定されるものではない。また、粘性部材１６と接触する第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂの個数も、上記例に限定されるものではない。

例えば図４に示すように、圧力伝達部材１４の一端から他端にわたって第１減衰部１５を設け、この第１減衰部１５全体に粘性部材１６が接触する構成としても良い。図４では、図２に示す構成と同一のピッチで、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂを設けており、粘性部材１６と接触する第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂが増えている。このため、粘性抵抗をより大きくすることができる。

また、上記例では、第１減衰部１５が、第１凸部１５ａと第１凹部１５ｂを有し、これら交互に連続して設けられてなる例を示した。しかしながら、第１減衰部１５は、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂを少なくとも１つ備えれば良い。例えば図５に示すように、粘性部材１６が１つの第１凸部１５ａと接触する構成としても良い。なお、図５に示す第１凸部１５ａに代えて、第１凹部１５ｂを採用することもできる。また、図６に示すように、複数の第１凹部１５ｂを有し、これら第１凹部１５ｂが粘性部材１６と接触する構成としても良い。なお、図６に示す第１凹部１５ｂに代えて、第１凸部１５ａを採用することもできる。さらには、図示しないが、第１凸部１５ａと第１凹部１５ｂを有しつつ、複数の第１凸部１５ａ又は複数の第１凹部１５ｂは軸方向において隣り合う構成を採用することもできる。

また、上記例では、第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂの表面が、図２及び図３に示すように、いずれもＶ字形状である例を示した。しかしながら、その形状は特に限定されるものではない。例えば図５及び図６に示すようにコの字状としても良い。この場合、軸方向の幅及び高さ（又は深さ）を同じとすると、粘性部材１６との接触面積がＶ字形状よりも大きくなる。また、コの字の３片のうち、両端片が圧力伝達部材１４の軸方向（スライド方向）に対して直交している。したがって、Ｖ字形状よりも粘性抵抗大きくすることができる。

また、上記例では、樹脂からなる粘性部材１６が、圧力伝達部材１４に一体成形される例を示した。しかしながら、粘性部材１６の構成材料及び形態は、上記例に限定されるものではない。上記したように、粘性部材１６の構成材料としては、耐熱性を有し、空気よりも粘性係数の大きい材料、例えばゲル、樹脂、ゴム、液体を採用することができる。例えば、上記図４においては、ハウジング１１に図示しない貫通孔が設けられ、この貫通孔を通じてハウジング１１の中空部に液体（オイル）からなる粘性部材１６が充填されている。また、貫通孔は、粘性部材１６の充填後、封止されている。なお、液体の場合、単独では所定位置に保持することが困難なため、図４に示すように、中空部（圧力伝達部材１４とハウジング１１の内面１１ｃとの間の隙間）を満たすように充填することが好ましい。しかしながら、多孔質且つヤング率の低い（軟らかい）基材に液体を染み込ませ、これをハウジング１１に収容するようにしても良い。

また、図７に示すように、周方向に沿って圧力伝達部材１４に取り付けられるＯリングを粘性部材１６として採用することもできる。このＯリングは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを環状に成形してなるものである。そして、圧力伝達部材１４が挿通されて、圧力伝達部材１４に固定されている。また、この固定状態で、ハウジング１１の内面１１ｃにも接触している。このため、粘性部材１６としてのＯリングにより、高周波成分を減衰させることができる。また、別体の粘性部材１６ではあるものの、圧力伝達部材１４を挿通させるだけで圧力伝達部材１４への固定および位置決めがなされるので、組み付け性にも優れている。

特に図７に示す例では、第１凹部１５ｂ内に粘性部材１６であるＯリングを嵌め込んでいる。したがって、組み付け時の位置決めが容易である。また、粘性部材１６を圧力伝達部材１４の所定位置に保持しやすい。なお、図７では、粘性部材１６として、２つのＯリングを示したが、Ｏリングの個数は特に限定されるものではない。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態（及びその変形例）に示した構成に加え、例えば図８に示すように、ハウジング１１の内面１１ｃにおける粘性部材１６との接触部分に、第２凸部１９ａ及び第２凹部１９ｂの少なくとも一方を有する第２減衰部１９が設けられている点を特徴とする。

図８に示す圧力伝達部材１４は、第１実施形態（図２参照）と同じ構成となっている。すなわち、第１減衰部１５が、複数の第１凸部１５ａと複数の第１凹部１５ｂを有するとともに、第１凸部１５ａと第１凹部１５ｂを交互に連続して設けてなる。また、ハウジング１１の開口端部１１ａよりも若干底部１１ｂに近い位置から、圧力伝達部材１４の中心付近までの領域に設けられている。

第２減衰部１９は、図８に示すように、第１減衰部１５に対応して設けられている。詳しくは、軸方向において、第１凸部１５ａに第２凹部１９ｂが対向し、第１凹部１５ｂに第２凸部１９ａが対向するように設けられている。すなわち、第２減衰部１９も、第１減衰部１５同様、複数の第２凸部１９ａと複数の第２凹部１９ｂを有するとともに、第２凸部１９ａと第２凹部１９ｂを交互に連続して設けてなる。また、ハウジング１１の開口端部１１ａよりも若干底部１１ｂに近い位置から、圧力伝達部材１４の中心付近までの領域に設けられている。

そして、粘性部材１６が、第１減衰部１５を構成する第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂ、第２減衰部１９を構成する第２凸部１９ａ及び第２凹部１９ｂの全てと接触するように設けられている。詳しくは、ハウジング１１の開口端部１１ａよりも若干底部１１ｂに近い位置から、圧力伝達部材１４の中心よりも若干底部１１ｂに近い位置までの範囲において、圧力伝達部材１４の全周を被覆するように設けられている。

次に、本実施形態に係る燃焼圧センサ１０の特徴部分の効果について説明する。

本実施形態では、上記したように、ハウジング１１の内面１１ｃに第２減衰部１９が設けられ、この第２減衰部１９に粘性部材１６が接触している。このため、第１実施形態に示すように第２減衰部１９を有さない内面１１ｃを有する構成に較べて、粘性部材１６とハウジング１１との接触面積が大きくなり、ハウジング１１が粘性部材１６から受ける粘性抵抗が大きくなる。これにより、圧力伝達部材１４のスライドする際に粘性部材１６がより変位しにくくなる、すなわち圧力伝達部材１４が受ける粘性抵抗がより大きくなる。
したがって、高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

また、本実施形態においても、第１減衰部１５同様、第２減衰部１９が、圧力伝達部材１４の軸方向において、圧力伝達部材１４の中心（図８に示す破線位置）よりもダイアフラム１２に近い位置に設けられている。このため、圧力伝達部材１４をスライド（変位）させるエネルギーの高い位置で、粘性抵抗により高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

また、本実施形態では、粘性部材１６が、第２凸部１９ａ及び／又は第２凹部１９ｂの複数と接触する。すなわち、粘性部材１６の接触対象が、第２凸部１９ａを複数、第２凹部１９ｂを複数、第２凸部１９ａと第２凹部１９ｂを合わせて複数、のいずれかとなっている。このため、第２凸部１９ａ及び第２凹部１９ｂのいずれか１つのみと接触する構成に較べて、粘性部材１６との接触面積を大きくする効果が高まり、高周波成分をより効率よく減衰させることができる。

（変形例）
上記例では、第２減衰部１９が、第２凸部１９ａと第２凹部１９ｂを有し、これら交互に連続して設けられてなる例を示した。しかしながら、第２減衰部１９は、第２凸部１９ａ及び第２凹部１９ｂを少なくとも１つ備えれば良い。例えば粘性部材１６が１つの第２凸部１９ａ（又は１つの第２凹部１９ｂ）と接触する構成としても良い。また、複数の第２凸部１９ａ（又は第２凹部１９ｂ）を有し、これら第２凸部１９ａ（又は第２凹部１９ｂ）が粘性部材１６と接触する構成としても良い。また、第２凸部１９ａと第２凹部１９ｂを有しつつ、複数の第２凸部１９ａ又は複数の第２凹部１９ｂは軸方向において隣り合う構成を採用することもできる。また、第１減衰部１５を構成する第１凸部１５ａ及び第１凹部１５ｂの個数と、第２減衰部１９を構成する第２凸部１９ａ及び第２凹部１９ｂの個数を異なるものとしても良い。

また、上記例では、第２減衰部１９を、第１減衰部１５の対向位置に設ける例を示した。しかしながら、第２減衰部１９の形成位置は、上記例に限定されるものではない。例えば、図６に示した構成において、軸方向で隣り合う第１凹部１５ｂの間に第２凸部１９ａ（又は第２凹部１９ｂ）を設けた構成としても良い。図４に示した第１減衰部１５のように、圧力伝達部材１４の全域に対向して第２減衰部１９を設けると、粘性抵抗をより大きくすることができる。

また、上記例では、第２凸部１９ａ及び第２凹部１９ｂの表面が、いずれもＶ字形状である例を示した。しかしながら、その形状は特に限定されるものではない。例えば図５及び図６に示した第１凸部１５ａ、第１凹部１５ｂのように、コの字状としても良い。コの字状としたほうが、Ｖ字形状よりも粘性抵抗を大きくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、ハウジング１１が、２つのハウジング部材１７，１８からなる例を示した。しかしながら、ハウジング１１の構成部材は２つに限定されるものではない。例えば３つ以上の部材により構成されても良いし、単一のものにより構成されても良い。例えば、第１ハウジング部材１７を省略して、第２ハウジング部材１８（金属ステム）のみによりハウジング１１が構成されても良い。この場合、ダイアフラム１２は第２ハウジング部材１８の開口端部に接合されればよい。

本実施形態では、圧力検出部としてのセンサチップ１３として、半導体基板に歪ゲージのような感歪素子が形成されてなる例を示した。しかしながら、感歪素子としては、歪ゲージに限定されるものではない。それ以外にも、静電容量式などを採用することができる。

１０・・・燃焼圧センサ
１１・・・ハウジング
１１ａ・・・開口端部
１１ｂ・・・底部
１１ｃ・・・内面
１２・・・ダイアフラム
１３・・・センサチップ（圧力検出部）
１４・・・圧力伝達部材
１５・・・第１減衰部
１５ａ・・・第１凸部
１５ｂ・・・第１凹部
１６・・・粘性部材
１９・・・第２減衰部
１９ａ・・・第２凸部
１９ｂ・・・第２凹部

Claims (9)

1. 一端が開口する中空筒状のハウジング（１１）と、
   前記ハウジング（１１）の中空を閉塞するように開口端部（１１ａ）に設けられ、内燃機関の燃焼室内における圧力の印加により歪む受圧用のダイアフラム（１２）と、
   前記ハウジング（１１）における開口端部（１１ａ）と反対の底部（１１ｂ）外面に搭載され、前記圧力に応じた信号を生じる圧力検出部（１３）と、
   前記ハウジング（１１）に収容されて、前記ダイアフラム（１２）に印加される圧力を前記底部（１１ｂ）を介して前記圧力検出部（１３）に伝達する棒状の圧力伝達部材（１４）と、を備える燃焼圧センサであって、
   前記圧力伝達部材（１４）の表面に、第１凸部（１５ａ）及び第１凹部（１５ｂ）の少なくとも一方を有する第１減衰部（１５）が設けられ、
   空気よりも粘性係数の大きい材料からなる粘性部材（１６）が、前記ハウジング（１１）に収容されるとともに、前記圧力伝達部材（１４）における少なくとも第１減衰部（１５）の表面と前記ハウジング（１１）の内面（１１ｃ）との両方に接触していることを特徴とする燃焼圧センサ。
2. 前記第１減衰部（１５）は、前記圧力伝達部材（１４）の軸方向において、前記圧力伝達部材（１４）の中心（１４ｃ）よりもダイアフラム（１２）に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼圧センサ。
3. 前記粘性部材（１６）は、第１凸部（１５ａ）及び／又は第１凹部（１５ｂ）の複数と接触していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃焼圧センサ。
4. 前記ハウジング（１１）の内面（１１ｃ）における前記粘性部材（１６）との接触部分に、第２凸部（１９ａ）及び第２凹部（１９ｂ）の少なくとも一方を有する第２減衰部（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の燃焼圧センサ。
5. 前記第２減衰部（１９）は、前記圧力伝達部材（１４）の軸方向において、前記圧力伝達部材（１４）の中心（１４ｃ）よりもダイアフラム（１２）に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃焼圧センサ。
6. 前記粘性部材（１６）は、第２凸部（１９ａ）及び／又は第２凹部（１９ｂ）の複数と接触していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃焼圧センサ。
7. 前記粘性部材（１６）は、前記圧力伝達部材（１４）に一体成形されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の燃焼圧センサ。
8. 前記粘性部材（１６）は、周方向に沿って前記圧力伝達部材（１４）に取り付けられるＯリングであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の燃焼圧センサ。
9. 前記粘性部材（１６）は、液体であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の燃焼圧センサ。

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