JPH0425734A - ダイアフラムの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダイアフラムの加工方法に係り、特に圧力感応
部材としてのダイアプラムを加工する方法に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の吸気管圧力と機関回転数とから基本燃料噴射
時間を算出して機関シリンダに供給される混合気を目標
空燃比に制御する電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃
機関では、燃焼圧を検出するだめの燃焼圧センサや上記
の吸気管圧力を検出するためにバキュームセンサか用い
られる。また、過給機付内燃機関では過給圧を検出する
ために過給圧センサか用いられている。更に、内燃機関
の吸入空気密度の変化により空燃比か目標空燃比からず
れるため、高度補償センサにより大気圧を電気信号とし
て検出し、補正を行なう。これらの燃焼圧センサ、バキ
ュームセンサ、過給圧センサ及び高度補償センサ（以下
、これらを総称して、圧力センサという）は、圧力をピ
エゾ抵抗効果を利用して検出するため、圧力感応部材と
してのダイアフラムを備えている。

このダイアフラムのバネ定数のばらつきは圧力センサの
感度ばらつきとなって現われるため、従来はダイアフラ
ムの内厚か一定値になるよう厚さ調整を行なってダイア
フラムのバネ定数を所定範囲内に抑え、これにより圧力
センサの感度ばらつきを所定範囲内に抑えている（実開
昭６２−５９８３８号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、ダイアフラムの厚さの変化に対するバネ定数
の変化の大きさが大であるため（例えばダイアフラムの
±０．０１ｍの変化によって±２％〜３％変化する）上
記の従来の方法では感度ばらつきの低減が困難であり、
またダイアフラムが変位する厚さ方向へ削ってバネ定数
の調整を行なうので、加工がやりにくいという問題もあ
る。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、ダイアフラム
の内厚とは直交する方向に調整代の長さ調整を行なうこ
とにより、上記の課題を解決したダイアプラムの加工方
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題解決のため、圧力感応部材としてのダ
イアフラムの加工方法において、ダイアフラムをその圧
力感応方向と直交する方向に長さを持つ調整代を有する
形状とし、この調整代の長さを所望のバネ定数に応じて
調整加工するようにしたものである。

〔作用〕

ダイアフラムの圧力感応方向は内厚の厚さ方向であり、
そのため厚さの調整量に対するバネ定数の変化の割合か
大である。これに対し、ダイアプラムの上記調整代の長
さ方向は圧力感応方向と直交方向であるため、長さの調
整量に対するバネ定数の変化の割合は上記の厚さの調整
に比べて小にできる。

〔実施例〕

第１図は本発明方法が適用される燃焼圧センサの一例の
断面図を示す。同図中、１は圧力を力に変換するダイア
フラムで、図中、左右方向の圧力を感応し、圧力に応じ
て変位する。このダイアフラムＩは金属製で、また断面
か大略コ字状であり、その基部の外側表面には肉厚が厚
く、かつ、径がダイアフラムｌの外径よりも小で、圧力
感応方向と直交する方向（図中、上下方向）に長さを持
つ調整代１ａか形成され、また、基部の内側表面には凸
部１ｂか調整代１ａより小径で形成されている。このダ
イアフラム１は上記調整代１ａ及び凸部１ｂが形成され
ている基部と、この基部に連接する筒状部１ｃとから形
成されており、基部か圧力感応方向に弾性変形可能な構
造とされている。

また、２はヒートインシュレータで、例えばセラミック
ス製で、ダイアフラム１の凸部１ｂに一端が当接され、
他端か半球３の頂部に当接されるよう配置されている。

ヒートインシュレータ２はダイアフラム１の力を伝達し
、熱を遮断するために設けられている。また半球３は偏
荷重を防止するために設けられている。半球３の底面は
ガラス板４ａ、　　シリコン板４ｂ及びガラス板４ｃが
積層されてなるカー電気変換素子４に当接している。

また、５はハーメチック端子で、ダイアフラム１の筒状
部１ｃの内面に嵌合配設され、カー電気変換素子４によ
り変換出力される電気信号を外部へ取り出す。以上の構
成部品はカー電気変換素子４にヒートインシュレータ２
を介して所定の一定荷重が与えられるようにしてレーザ
溶接により第１図に示す如く組み付けられ、その一定荷
重か保持される。

このようにして製造され燃焼圧センサの感知部分の感度
は、各構成部分の寸法により影響を受け、感度ばらつき
が生ずる。本実施例は各構成部分のばらつきを含め、組
付は後のダイアフラムｌのバネ定数を調整することによ
って燃焼圧センサの感度を所定範囲に抑えることかでき
るようにしたものである。

すなわち、ダイアフラムＩの調整代１ａは第２図に示す
如く、ヒートインシュレータ２の外側面から調整代１ａ
の側面までの長さｌが加工されるべく設けられており、
本実施例では予め測定しておいた感度に応じて長さｌを
研削加工する。

まず、第３図（Ａ）に示す如く、ダイアフラム１の内壁
面から調整代１ａの外側面までのノ＼りの長さか加工前
にａｏであったものとすると、よりバネ定数を小さくす
るためには、圧力感応方向と直交する方向で、かつ、ダ
イアフラム１の中央部方向へ向かって第３図（Ｂ）に示
す如く例えば（ａ＋　　　ａＯ）だけ研削加工する。こ
れにより、ダイアフラムｌのハリの長さがａｏからａｌ
と長くなるため、バネ定数か小さくなる。この結果、加
工量に相当する感度上昇が起こり、燃焼圧センサの感度
調整ができる。

第４図は本発明と従来の加工量と感度変化量との関係を
示す。従来の加工方法は前記したように、また第５図（
Ａ）に示すようにダイアフラム１０の圧力感応方向であ
る肉厚の厚さ方向にｄなる加工量研削する、所謂厚み加
工法であり、この場合は本発明者の試作実験の結果、第
４図にＩで示す如く、僅かな加工量で大なる感度変化（
換言するとバネ定数変化）が生じてしまい、高精度の調
整ができない。これは、圧力感応方向と同じ方向に加工
調整するからである。

これに対し、本発明では前記したように、また、第５図
（Ｂ）に示すように、ダイアフラムｌの圧力感応方向と
は直交する方向で、かつ、中央部方向へ調整代１ａをｄ
なる加工量研削する、所謂ハリ長さ加工法であり、この
場合は本発明者の試作実験の結果、第４図に■で示す如
く、厚み加工と同じ感度変化量（バネ定数変化量）を得
るのに、かなり大なる加工量を必要とすることが確めら
れた。従って、本発明では従来に比べ小なる感度変化量
を比較的大きな加工量で得ることができるがら、高精度
にバネ定数を調整できる加工ができる。

また、調整部分のみの加工であるので、従来に比べて調
整が迅速にできる。

このため、本発明のハリ長さ加工法を燃焼圧センサのダ
イアフラムｌの加工法に適用した本実施例によれば、感
度調整を燃焼圧センサの各構成部品の取付終了後に行な
えるために、各構成部品の寸法公差の幅を広げることが
でき、部品コストを下げることができる。また、部品側
々の精度を管理する方法では成し得ないばらつき範囲内
に抑えることが可能となり、より高精度の制御に使用す
ることができる。更に、調整代１ａだけを調整するだけ
で良く、加工方向は圧力感応方向と直交する方向でダイ
アフラム１が変位しにくい方向であるため、加工がし易
い。

なお、本発明は自動車に採用されている圧力センサのう
ち高精度が要求される燃焼圧センサに適用して最適であ
るが、他の圧力センサにも適用できる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、ダイアフラムの肉厚の厚
さ方向とは直交する方向の調整代の長さを調整加工する
ことにより、加工量に対するバネ定数変化量を小さくす
るようにしたため、従来に比べてバネ定数を高精度に調
整することができ、また調整代だけを調整加工すること
により、調整を従来に比べて迅速に行なうことができる
等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適用される燃焼圧センサの一例の
断面図、第２図は本発明方法で加工されるダイアフラム
の構成図、第３図は本発明方法の一実施例の説明図、第
４図は本発明と従来の加工量と感度変化の関係を示す図
、第５図は従来と本発明の詳細な説明図である。 】・・・ダイアフラム、１ａ・・・調整代、１ｂ・・・
凸部、４・・・カー電気変換素子、ｄ・・・加工量、ａ
　６　＋　　ａ　１・・・ハリの長さ。 特許出願人　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧力感応部材としてのダイアフラムの加工方法において
   、 前記ダイアフラムを、その圧力感応方向と直交する方向
   に長さを持つ調整代を有する形状とし、該調整代の長さ
   を所望のバネ定数に応じて調整加工することを特徴とす
   るダイアフラムの加工方法。