JPH0539476Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、内燃機関のシリンダー内圧の変化を
検知する圧力センサーに関する。

＜従来の技術＞ シリンダー内の、燃料噴射、燃焼、ノツキング
等に伴う圧力変化を、圧電素子板の圧縮歪に伴つ
て生ずる信号出力により検出するセンサーは、
種々提案されている。

第２図は、この種の圧力センサーの一例を示す
ものである。

図中１は、その細径周面にシリンダーブロツク
に螺合する螺子部２が形成された筒状の取付金具
であつて、その中心には、長手方向に沿つて装着
孔３が形成されている。前記装着孔３の中央部に
は細径の導通孔４が、その前部には検出孔５が、
さらにその後部には大径孔６が夫々形成されてい
る。前記検出孔５内には、その奥段面５ａ側に、
環状の絶縁板７、導電体８、電極を上下主表面に
形成されたPZT等の材料による板状圧電素子板
９等が順次積層状に配設され、その周囲を絶縁材
１１で覆つて取付金具１と絶縁している。

さらに、前記検出孔５には圧力伝達杆１２が挿
通され、その検知端をダイヤフラム１３に接合し
て覆い、その後端を前記圧電素子板９側に圧接し
て封入されている。前記ダイヤフラム１３は、雄
螺子１４を螺進して予圧をかけながらアルゴン溶
接等の手段で前記圧力伝達杆１２の下端と接合す
る。そして前記圧電素子板９の上面電極は、導電
体８に半田付けされたリード線ｘにより導通孔４
から、大径孔６側に電気的に引出されており、さ
らにケーブルｙにより外部に取出される。

前記構成からなる圧力センサーは、螺子部２を
シリンダーブロツクに装着して、取付金具１先端
を該シリンダー内に露出して装着される。この装
着状態で、シリンダー内に圧力変動が生ずると、
前記圧力伝達杆１２の先端にダイヤフラム１３を
介して圧力が作用する。このため、該圧力により
圧電素子板９が、奥段面５ａ側へ圧縮され、その
圧縮歪により電荷を発生する。かかる電荷は電圧
として前記ケーブルｙにより外部へ取出される。

＜考案が解決しようとする問題点＞ ところで、前記構成にあつて、取付金具１はエ
ンジンブロツクに固定する際に塑性変形を生じ、
このため、圧電素子板９等の各検出部材間の接合
圧が緩み、出力特性が変化する欠点があつた。ま
たこの現象は、圧電素子板９等の各検出部材と、
金具１との相対的寸法変化によつても生ずるか
ら、熱膨張、熱収縮によつても起る。

本考案は、前記従来欠点の除去を目的とするも
のである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案は、内燃機関のシリンダーブロツクに装
着される取付金具内に貫通孔を形成し、該貫通孔
内に圧電素子板、圧力伝達杆等の検出部材を収納
した内筒を配設して取付金具側に部分固定し、さ
らに該内筒のシリンダー側端から突出する圧力伝
達杆の検知端を、取付金具の貫通孔端部を覆う金
属製ダイアフラムと連結するとともに、前記貫通
孔の内面と、内筒周囲間に軟質充填層を介装した
ことを特徴とするものである。

＜作用＞ 各検出部材を収容する内筒は、取付金具に部分
固定され、軟質充填層を介して貫通孔内に収納さ
れている。このため取付金具に縦方向の寸法変化
を生じても、軟質充填層がその形状変化を吸収
し、内筒に対する影響が可及的に除去される。こ
のため、内筒の容積に影響を与えないから、該内
筒内の各検出部材間で緩みを生ずることがない。

また、内筒が貫通孔内で取付金具と分離して固
定されているため、該内筒での熱滞留が問題とな
り得るが、軟質充填層を伝播して、取付金具側へ
熱が放散されるから、内筒に蓄熱されることはな
い。

＜実施例＞ 第１図は、本考案の一実施例を示す。

その細径周面にシリンダーブロツクに螺合する
螺子部２１が形成された筒状の取付金具２０の中
心には、長手方向に沿つて、その先端にまで開口
する貫通孔２２が形成されている。前記貫通孔２
２には、下端が開口し、上端にはリード線ｘの挿
入孔２４が形成された内筒２３が嵌装されている
前記内筒２３の外径は、貫通孔２２の内径よりも
少し小さくして、内筒２３の外周と貫通孔２２の
内壁間に周囲間隙を生ずるようにしている。また
内筒２３の下部内周面には雌螺子２５が形成され
ている。

前記内筒２３の下部周面には取付鍔２６が形成
されており、該取付鍔２６を取付金具２０の下端
に溶着することにより、該取付金具２０に対して
内筒２３を部分固定するようにしている。

また前記内筒２３の周部と、貫通孔２２の内壁
間の周囲間隙には、銅蝋、銀蝋等の比較的軟質の
金属蝋を蝋付するか、またはニツケルパウダー等
を圧縮して詰めたり焼結させて、軟質充填層ｆが
形成される。前記軟質充填層ｆとして、シリコン
ゴム等を貫通孔２４に封入するようにしてもよ
い。

さらにまた前記内筒２３の内部には、奥断面２
３ａ側に、絶縁体２７、パツキン２８、スペーサ
２９、環状の導電筒片３０、端子板３１、電極を
上下主表面に形成されたPZT等の材料による板
状圧電素子板３２及び端子板３３が順次積層状に
配設され、その周囲を絶縁材３４で覆つて内筒２
３と絶縁している。また端子板３１の上面から
は、リード線ｘが接続される接続用舌片３１ａが
突設し、前記導電筒片３０の孔部に挿通してい
る。そして前記圧電素子板３２の上面電極は、端
子板３１の接続用舌片３１ａに接続されたリード
線ｘを介してケーブルｙに電気的に接続してい
る。

さらには絶縁体２７、パツキン２８、スペーサ
２９には接続用舌片３１ａ及び挿入孔２４と上下
で一致してリード線ｘを通入可能とする透孔が形
成されている。

前記内筒２３の内部には、さらに圧力伝達杆３
６が挿通されてその後端を端子板３３の下面に当
接している。前記圧力伝達杆３６は中央から先端
を径小とし、その頂部と径小部間の段部に当接顎
面３７を形成している。

さらにまた、内筒２３には、圧力伝達杆３６の
径小部の周囲位置で、筒状螺子３８が雌螺子２５
に沿つて螺入される。そしてその緊締状態で、筒
状螺子３８の上端の係止面３８ａは、環状パツキ
ンを介して、前記圧力伝達杆３６の当接顎面３７
側に圧接する。そしてこの筒状螺子３８の螺子込
みにより圧電素子板３２に所要の予圧力が付与さ
れる。

この予圧印加は、各検出部材の体積変化を吸収
し、内筒２３の内部に緊密に封入されるようにす
るとともに、前記圧電素子板３２にバイアスを掛
けるためになされる。而て、内筒２３の内部の各
検出部材は、予圧により奥段面２３ａ側に押付け
られることとなる。

前記筒状螺子３８は、その上部内径を圧力伝達
杆３６の径小部の外径と略等しくしており、この
装着状態で、該圧力伝達杆３６は密嵌状に挿通し
その検知端は内筒２３の内部よりもさらに下方突
出する。そして、該検知端にはダイヤフラム４０
を外嵌し、さらにその周部の立上がり側壁４２を
取付金具２０下端に外嵌して、各必要接合箇所を
アルゴン溶接により固着される。而て、圧力伝達
杆３６の検知端にはダイヤフラム４０が連結され
る。

前記構成からなる圧力センサーは、取付金具２
０の螺子部２１をシリンダーブロツクに装着し
て、取付金具２０先端を該シリンダー内に露出し
て装着される。かかる装着状態で、シリンダー内
に圧力変動が生ずると、前記圧力伝達杆３６の検
知端に圧力が作用する。このため、該圧力により
圧電素子板３２が、奥段面２３ａ側へ圧縮され、
その圧縮歪により電荷を発生する。この電荷は電
圧としてケーブルｙにより外部へ取出される。

前記構成にあつて、内燃機関のシリンダーブロ
ツクに螺子部２１を螺合する際の応力により取付
金具２０に伸張を生じたり、または温度変化等の
影響により取付け後に熱膨張して、取付金具２０
に寸法変化を生じることがあるが、内筒２３は取
付鍔２６により部分固定されて軟質充填層ｆを介
して貫通孔２２内に収容されている。このため、
取付金具２０が伸張しても、軟質充填層ｆの軟質
性により内筒２３は取付金具２０に対して該伸張
方向では拘束力が弱く、追従して変形することは
ない。従つて、該内筒２３の容積に変化を生じ
ず、端子板３１、圧電素子板３２、端子板３３、
圧力伝達杆３６等の検出部材間での緩みが発生し
ないから、圧電素子板３２への予圧力に変化を生
じない。

また、例えば内筒２３が、貫通孔２２内で、該
孔と空隙を介して保持されていると、内筒２３内
に蓄積された熱が、外部に放散し難い。しかし、
前記軟質充填層ｆが介装されていることにより放
熱が円滑になされ、内筒２３での蓄熱が解消され
る。そしてこのため内筒２３の熱膨張または、収
縮が可及的に防止される。

＜考案の効果＞ 本考案は、上述したように、各検出部材を収容
する内筒を、取付金具に部分固定し、かつ軟質充
填層ｆを介して貫通孔の内壁と連接して収容した
から、取付金具に寸法変化を生じても、軟質充填
層ｆがその変化を吸収して、前記内筒の容積に影
響を与えず、該内筒内の各検出部材間で緩みを生
じない。また内筒が加熱されても軟質充填層ｆを
介して熱が外部に放散され易く、該内筒の蓄熱が
なく、熱膨張または、収縮が可及的に抑止され
る。このため、圧電素子から発生する出力信号の
特性が安定し、シリンダ内の圧力変化等を正確に
検知し得る等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の縦断側面図、第２図は従来
装置の縦断側面図である。 ２０……取付金具、２１……螺子部、２２……
貫通孔、２６……取付鍔、２９……圧電素子板、
４０……ダイヤフラム、ｆ……充填層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関のシリンダーブロツクに装着される取
   付金具内に貫通孔を形成し、該貫通孔内に少なく
   とも圧電素子板、圧力伝達杆を収納した内筒を配
   設して取付金具側に部分固定し、さらに該内筒の
   シリンダー側端から突出する圧力伝達杆の検知端
   を、取付金具の貫通孔端部を覆う金属製ダイアフ
   ラムと連結するとともに、前記貫通孔の内面と、
   内筒周囲間に軟質充填層を介装したことを特徴と
   する内燃機関の圧力センサー。