(57)【要約】【課題】圧力の検知精度を向上できる筒内圧センサを提供すること。【解決手段】筒内圧センサは、先端側から後端側へと軸線方向に延びる筒状の筐体と、筐体の先端側の開口を覆うメンブレンと、メンブレンに備えられた後端側へ延びる伝達部材と、伝達部材と筐体の内周面との間に配置され、伝達部材の先後方向の変位に伴って変形するダイヤフラムと、ダイヤフラムに固定され、ダイヤフラムの変形量に応じて出力信号が変化するセンサ素子と、を備え、ダイヤフラムは、接続部材を介して伝達部材と接続されており、伝達部材と接続部材とを接続する第１接続部は、ダイヤフラムと接続部材とを接続する第２接続部よりも後端側に位置する。【選択図】図２
2020106512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側から後端側へと軸線方向に延びる筒状の筐体と、
前記筐体の先端側の開口を覆うメンブレンと、
前記メンブレンに備えられた後端側へ延びる伝達部材と、を備える筒内圧センサであって、
前記伝達部材と前記筐体の内周面との間に配置され、前記伝達部材の先後方向の変位に伴って変形するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに固定され、前記ダイヤフラムの変形量に応じて出力信号が変化するセンサ素子と、を備え、
前記ダイヤフラムは、接続部材を介して前記伝達部材と接続されており、
前記伝達部材と前記接続部材とを接続する第１接続部は、前記ダイヤフラムと前記接続部材とを接続する第２接続部よりも後端側に位置する筒内圧センサ。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、前記センサ素子が固定される膜部と、前記膜部の前記伝達部材側の部位から先端側へ突出する第１凸部と、前記膜部の前記筐体側の部位から先端側へ突出する第２凸部と、を備え、
前記第２接続部は前記第１凸部に形成されている請求項１記載の筒内圧センサ。
【請求項３】
前記接続部材は、径方向の外側へ張り出す張出部を備え、
前記第１凸部の先端は、前記張出部に突き当てられている請求項２記載の筒内圧センサ。
【請求項４】
前記ダイヤフラムは、前記センサ素子が固定される膜部を備え、
前記膜部には、前記センサ素子を接合する接合部が形成され、
前記接合部は、前記第１接続部よりも先端側に位置する請求項１から３のいずれかに記載の筒内圧センサ。
【請求項５】
前記接合部は、前記第２接続部よりも後端側に位置する請求項４記載の筒内圧センサ。
【請求項６】
前記伝達部材と前記接続部材との間および前記ダイヤフラムと前記接続部材との間の少なくとも一部に隙間が形成されている請求項１から５のいずれかに記載の筒内圧センサ。
【請求項７】
前記伝達部材と前記接続部材とは密着しており、
前記隙間は、前記ダイヤフラムと前記接続部材との間に形成されている請求項６記載の筒内圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃焼室内の圧力を検知する筒内圧センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に装着される筒内圧センサとして、特許文献１には、軸線方向へ延びる筒状の筐体と、筐体の先端側の開口を覆うメンブレンと、メンブレンに備えられた後端側へ延びる伝達部材と、伝達部材の変位に伴う信号を出力するセンサ素子と、を備えるものが開示されている。この種の筒内圧センサは、筒内圧力に応じたメンブレンの撓みによる荷重が伝達部材からセンサ素子へ直線的に入力され、センサ素子の出力信号に基づいて燃焼室内の圧力を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１８０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記従来の技術では、燃焼ガスの熱がメンブレンに伝わると、筒内圧力に応じたメンブレンの撓みによる荷重以外の、メンブレンの熱膨張による荷重も、伝達部材からセンサ素子へ直線的に入力される。その結果、圧力の検知精度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、圧力の検知精度を向上できる筒内圧センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明の筒内圧センサは、先端側から後端側へと軸線方向に延びる筒状の筐体と、筐体の先端側の開口を覆うメンブレンと、メンブレンに備えられた後端側へ延びる伝達部材と、を備えるものであり、伝達部材と筐体の内周面との間に配置され、伝達部材の先後方向の変位に伴って変形するダイヤフラムと、ダイヤフラムに固定され、ダイヤフラムの変形量に応じて出力信号が変化するセンサ素子と、を備え、ダイヤフラムは、接続部材を介して伝達部材と接続されており、伝達部材と接続部材とを接続する第１接続部は、ダイヤフラムと接続部材とを接続する第２接続部よりも後端側に位置する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の筒内圧センサによれば、伝達部材と筐体の内周面との間に配置されたダイヤフラムは、メンブレンが備える伝達部材と接続部材を介して接続される。ダイヤフラムには、ダイヤフラムの変形量に応じて出力信号が変化するセンサ素子が固定される。伝達部材と接続部材とを接続する第１接続部は、ダイヤフラムと接続部材とを接続する第２接続部よりも後端側に位置する。これにより伝達部材からセンサ素子までの力の伝達経路が屈曲して力の伝わる向きが変わるので、メンブレンの熱膨張による伝達部材の変位をセンサ素子に伝わり難くできる。よって、圧力の検知精度を向上できる。
【０００８】
請求項２記載の筒内圧センサによれば、ダイヤフラムの膜部にセンサ素子が固定され、膜部の伝達部材側の部位から第１凸部が先端側へ突出し、膜部の筐体側の部位から第２凸部が先端側へ突出する。メンブレンが後端側に撓んで伝達部材が後端側へ変位すると、第２接続部が形成された第１凸部が後端側へ押され、膜部の伝達部材側の部位を後端側へ突き上げる。これにより、伝達部材からダイヤフラムまでの力の伝達経路が屈曲して伝達部材の変位の影響をセンサ素子が受け難くなっても、伝達部材の変位により第１凸部を介して膜部を変形させ易くできる。よって、請求項１の効果に加え、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【０００９】
請求項３記載の筒内圧センサによれば、接続部材は、ダイヤフラムの第１凸部の先端が突き当てられた張出部によって、第１凸部を先端側から後端側へ押し上げるので、接続部材からダイヤフラムに伝達される力の損失を抑制できる。よって、請求項２の効果に加え、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００１０】
請求項４記載の筒内圧センサによれば、ダイヤフラムの膜部にセンサ素子が固定され、膜部には、センサ素子を接合する接合部が形成される。接合部は第１接続部よりも先端側に位置するので、伝達部材からセンサ素子までの力の伝達経路をより長くできる。メンブレンの熱膨張による伝達部材の変位がセンサ素子にさらに伝わり難くなるので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００１１】
請求項５記載の筒内圧センサによれば、接合部は第２接続部よりも後端側に位置するので、伝達部材からセンサ素子までの力の伝達経路をより長くできる。よって、請求項４の効果に加え、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００１２】
請求項６記載の筒内圧センサによれば、伝達部材と接続部材との間およびダイヤフラムと接続部材との間の少なくとも一部に隙間が形成されているので、隙間がない場合に比べて、伝達部材から接続部材への熱伝導や接続部材からダイヤフラムへの熱伝導を抑制できる。センサ素子の熱伝導による温度上昇を抑制できるので、請求項１から５のいずれかの効果に加え、センサ素子の温度上昇に伴う検知精度の低下を抑制できる。
【００１３】
請求項７記載の筒内圧センサによれば、伝達部材と接続部材とは密着しているので、伝達部材と接続部材との間にできる、接続部材が変形可能な隙間をなくすことができる。これにより伝達部材から力が加えられた接続部材の内側への変形を抑制できる。伝達部材から接続部材を経てダイヤフラムに伝達される力の損失を抑制し、ダイヤフラムへ力を効率良く伝えることができるので、請求項６の効果に加え、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施の形態における筒内圧センサの部分断面図である。
【図２】筒内圧センサの断面図である。
【図３】第２実施の形態における筒内圧センサの断面図である。
【図４】第３実施の形態における筒内圧センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態における筒内圧センサ１０の部分断面図である。図１では、紙面下側を筒内圧センサ１０の先端側、紙面上側を筒内圧センサ１０の後端側という（図２から図４においても同じ）。図１に示すように筒内圧センサ１０は、筐体１１、メンブレン２０及び伝達部材２１を主に備えている。図１では、筐体１１の内側に配置されたケーブルの図示が省略されている（図２から図４においても同じ）。
【００１６】
筐体１１は、耐熱性や耐ガス性のある金属材料（例えばステンレス鋼や低炭素鋼等）によって形成された軸線Ｏに沿って延びる円筒状の部材である。本実施形態では、筐体１１の内周面１２の、軸線Ｏに垂直な断面は円形である。筐体１１の外周面にはねじ部１７及び工具係合部１８が設けられている。ねじ部１７は、内燃機関（図示せず）に形成されたねじ穴に取り付けられる部位である。工具係合部１８は、内燃機関への筒内圧センサ１０の取り付け及び取り外しに用いられる工具（図示せず）が係り合う部位である。
【００１７】
図２は筒内圧センサ１０の軸線Ｏを含む断面図である。図２では筒内圧センサ１０の後端側の図示が省略されている（図３及び図４においても同じ）。筐体１１は後端側から先端側へ、第１部材１３、第２部材１４及び第３部材１５の順に配置されている。第１部材１３は、少なくとも先端部が円筒状に形成される部材である。第２部材１４は、第１部材１３よりも軸線方向の長さが短い円環状の部材である。第３部材１５は、先端側に向かうにつれて外径が縮径する円環状の部材である。
【００１８】
メンブレン２０は、筐体１１（第３部材１５）の開口１６を覆う金属製の円形の薄い膜である。メンブレン２０には、メンブレン２０の中央から軸線Ｏに沿って後端側へ延びる円柱状の伝達部材２１が設けられている。本実施形態では、メンブレン２０及び伝達部材２１は、ステンレス鋼などの金属材料を用いて、例えば鍛造や切削などによって一体に形成されている。しかし、これに限られるものではなく、メンブレン２０と伝達部材２１とを別々に形成した後、溶接等によってメンブレン２０と伝達部材２１とを一体化することは当然可能である。
【００１９】
受熱部２２は、伝達部材２１が設けられたメンブレン２０の後端側を向く面の反対側の面を覆う金属製の薄い膜である。メンブレン２０の先端側に配置された受熱部２２は、メンブレン２０に接続されている。受熱部２２は、燃焼ガスの熱を受けてメンブレン２０の熱膨張を抑制する。その結果、メンブレン２０の熱膨張が、圧力の検知精度に与える影響を緩和できる。
【００２０】
伝達部材２１と筐体１１の内周面１２との間に、接続部材２３及びダイヤフラム２５が配置されている。接続部材２３は、伝達部材２１の径方向の外側に伝達部材２１に沿って配置される金属製の円筒状の部材である。本実施形態では、接続部材２３は、軸線方向の全長に亘って伝達部材２１に密着している。接続部材２３には、接続部材２３の先端部から径方向の外側へ張り出す円環状の第１張出部２４が設けられている。
【００２１】
ダイヤフラム２５は、接続部材２３と筐体１１の内周面１２との間に配置される金属製の円環状の部材である。ダイヤフラム２５は、軸線Ｏに対して垂直に配置される円板状の膜部２６と、膜部２６の伝達部材２１側の部位から伝達部材２１に沿って先端側へ延びる円筒状の第１凸部２７と、膜部２６の筐体１１側の部位から筐体１１の内周面１２に沿って先端側へ延びる円筒状の第２凸部２８と、を備えている。第２凸部２８の軸線方向の長さは、第１凸部２７の軸線方向の長さよりも短い。第２凸部２８には、第２凸部２８の軸線方向の中央付近から径方向の外側へ張り出す円環状の第２張出部２９が設けられている。
【００２２】
第１凸部２７は、接続部材２３の第１張出部２４よりも後端側に配置されている。第１凸部２７の先端は、第１張出部２４に突き当てられている。ダイヤフラム２５の第２張出部２９は、第２部材１４と第３部材１５との間に配置されている。膜部２６、第１凸部２７、第２凸部２８及び第２張出部２９は一体に成形されている。
【００２３】
ダイヤフラム２５にはセンサ素子３０が固定されている。センサ素子３０は、ダイヤフラム２５の変形量に応じて出力信号が変化する素子である。本実施形態では、センサ素子３０は、ダイヤフラム２５の機械的ひずみ量を電気量に変換するひずみゲージである。センサ素子３０は、膜部２６の軸線Ｏを挟んだ２箇所に２つが固定されている。なお、センサ素子３０はひずみゲージに限られるものではない。センサ素子３０に圧電素子などを用いることは当然可能である。
【００２４】
センサ素子３０は、接着剤などの接合材によって形成された接合部３１により膜部２６に固定されている。接合部３１は、膜部２６の後端側を向く面に形成されている。センサ素子３０の出力信号は、センサ素子３０に接続されたケーブル（図示せず）により、筒内圧センサ１０に内蔵された電気回路（図示せず）に伝達され、その電気回路により筒内圧力が算出される。
【００２５】
第１接続部３２は、伝達部材２１の後端部を接続部材２３の後端部に接続する。第２接続部３３は、接続部材２３の先端部を第１凸部２７の先端部に接続する。第１接続部３２は、第２接続部３３よりも後端側に位置する。本実施形態では、第１接続部３２及び第２接続部３３はレーザビームの照射により形成された溶接部である。
【００２６】
第１接続部３２は、第２部材１４の後端部よりも後端側に位置する。第２接続部３３は、第２凸部２８の先端部よりも先端側に位置する。接合部３１は、第１接続部３２よりも先端側に位置する。接合部３１は、第２接続部３３よりも後端側に位置する。
【００２７】
第３接続部３４は、メンブレン２０の外周部を、全周に亘って第３部材１５の先端部に接続する。溶接部３４ａは、受熱部２２の中央をメンブレン２０の中央に接続する。第４接続部３５は、第３部材１５の後端部を、全周に亘って第２張出部２９に接続する。第５接続部３６は、第２部材１４の先端部を、全周に亘って第２張出部２９に接続する。第６接続部３７は、第２部材１４の後端部を、全周に亘って第１部材１３の先端部に接続する。本実施形態では、第３接続部３４、溶接部３４ａ、第４接続部３５、第５接続部３６及び第６接続部３７はレーザビームの照射により形成された溶接部である。
【００２８】
ダイヤフラム２５の第１凸部２７のうち第２接続部３３よりも後端側の部位と接続部材２３との間に、隙間３８が形成されている。隙間３８は第１凸部２７の全周に亘って形成されている。ダイヤフラム２５の第２凸部２８のうち第５接続部３６よりも後端側の部位と第２部材１４との間に、隙間３９が形成されている。隙間３９は第２部材１４の全周に亘って形成されている。
【００２９】
筒内圧センサ１０の筐体１１、メンブレン２０、伝達部材２１、接続部材２３及びダイヤフラム２５は、例えば以下の順に接合される。まず、第５接続部３６により第２部材１４とダイヤフラム２５とを接続する。次に、ダイヤフラム２５の先端側からダイヤフラム２５に接続部材２３を挿入した後、第２接続部３３によりダイヤフラム２５と接続部材２３とを接続する。これとは別に、伝達部材２１及び受熱部２２が設けられたメンブレン２０を、第３接続部３４により第３部材１５に接続する。伝達部材２１を接続部材２３に挿入し、第３部材１５の後端部を第２張出部２９に突き当てた後、第１接続部３２により伝達部材２１と接続部材２３とを接続する。最後に、第４接続部３５により第３部材１５と第２張出部２９とを接続し、第６接続部３７により第２部材１４と第１部材１３とを接続する。
【００３０】
筒内圧センサ１０は、筒内圧力を受けてメンブレン２０が撓むと、伝達部材２１が軸線方向に変位する。伝達部材２１の変位は、第１接続部３２、接続部材２３、第２接続部３３を介して、ダイヤフラム２５の第１凸部２７に伝達される。ダイヤフラム２５の第２凸部２８に設けられた第２張出部２９は筐体１１に固定されているので、第１凸部２７の軸線方向の変位により膜部２６が撓み、膜部２６にひずみが生じる。センサ素子３０は膜部２６のひずみ量に応じた出力信号を発生する。
【００３１】
筒内圧センサ１０によれば、伝達部材２１と接続部材２３とを接続する第１接続部３２が、ダイヤフラム２５と接続部材２３とを接続する第２接続部３３よりも後端側に位置するので、伝達部材２１からセンサ素子３０までの力の伝達経路が屈曲して、力の伝わる軸線方向の向きが変わる。これによりメンブレン２０の熱膨張による伝達部材２１の変位がセンサ素子３０に伝わり難くなるので、圧力の検知精度を向上できる。
【００３２】
ダイヤフラム２５の膜部２６にセンサ素子３０が固定され、膜部２６の伝達部材２１側の部位から第１凸部２７が先端側へ突出し、膜部２６の筐体１１側の部位から第２凸部２８が先端側へ突出する。第２接続部３３は第１凸部２７に形成されている。メンブレン２０が後端側に撓んで伝達部材２１が後端側へ変位すると、第１凸部２７が後端側へ押されて膜部２６の伝達部材２１側の部位を後端側へ突き上げる。これにより、伝達部材２１からダイヤフラム２５までの力の伝達経路が屈曲して伝達部材２１の変位の影響をセンサ素子３０が受け難くなっても、筒内圧力に応じたメンブレン２０の撓みによる伝達部材２１の変位により、第１凸部２７を介して膜部２６を変形させ易くできる。よって、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３３】
接続部材２３は、ダイヤフラム２５の第１凸部２７の先端が突き当てられた第１張出部２４によって、第１凸部２７を先端側から後端側へ押し上げるので、接続部材２３からダイヤフラム２５に伝達される力の損失を抑制できる。よって、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３４】
特に接続部材２３は、第１接続部３２から第１張出部２４までが伝達部材２１に密着しているので、伝達部材２１と接続部材２３との間にできる、接続部材２３が径方向の内側に変形可能な隙間をなくすことができる。これにより伝達部材２１から力が加えられた接続部材２３の内側への変形を抑制できる。従って、伝達部材２１から第１接続部３２、接続部材２３、第１張出部２４を経てダイヤフラム２５に伝達される力の損失を抑制し、ダイヤフラム２５へ力を効率良く伝えることができる。よって、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３５】
膜部２６に形成された、センサ素子３０を接合する接合部３１は第１接続部３２よりも先端側に位置するので、伝達部材２１からセンサ素子３０までの力の伝達経路をより長くできる。メンブレン２０の熱膨張による伝達部材２１の変位がセンサ素子３０にさらに伝わり難くなるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３６】
接合部３１は、第２接続部３３よりも後端側に位置するので、伝達部材２１からセンサ素子３０までの力の伝達経路をさらに長くできる。メンブレン２０の熱膨張による伝達部材２１の変位がセンサ素子３０にさらに伝わり難くなるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３７】
ダイヤフラム２５と接続部材２３との間の少なくとも一部に隙間３８が形成されているので、隙間３８がない場合に比べて、接続部材２３からダイヤフラム２５への熱伝導を抑制できる。センサ素子３０の熱伝導による温度上昇を抑制できるので、センサ素子３０の温度上昇に伴う検知精度の低下を抑制できる。また、伝達部材２１の先端側への変位によって撓んだ第１凸部２７を、隙間３８の分だけ径方向の内側に変形させることができる。その結果、第１凸部２７を介して膜部２６を変形させ易くできるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３８】
伝達部材２１と接続部材２３とは密着しているので、伝達部材２１と接続部材２３との間にできる、接続部材２３が径方向の内側に変形可能な隙間をなくすことができる。これにより伝達部材２１から力が加えられた接続部材２３の内側への変形を抑制できる。伝達部材２１から接続部材２３を経てダイヤフラム２５に伝達される力の損失を抑制し、ダイヤフラム２５へ力を効率良く伝えることができるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００３９】
なお、接続部材２３は、少なくとも第１接続部３２から第２接続部３３までの全体が、伝達部材２１に密着していれば良い。接続部材２３のうち第１接続部３２から第２接続部３３までが伝達部材２１に密着していれば、接続部材２３の変形を抑制して伝達部材２１からダイヤフラム２５までの力の伝達経路は確保できるからである。従って、接続部材２３のうち第１接続部３２よりも後端側の部位などは、伝達部材２１との間に隙間があっても良い。
【００４０】
筐体１１とダイヤフラム２５との間の少なくとも一部に隙間３９が形成されているので、伝達部材２１の後端側への変位によって撓んだ第２凸部２８を、隙間３９の分だけ径方向の外側に変形させることができる。その結果、第１凸部２７を介して膜部２６を変形させ易くできるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００４１】
特に、第２凸部２８のうち第２張出部２９よりも後端側の部位と筐体１１との間に隙間３９が形成されているので、第２凸部２８を径方向の外側へ変形させ易くできる。第２凸部２８のうち第２張出部２９よりも先端側の部位と筐体１１とは接触しているので、ダイヤフラム２５を筐体１１にしっかり固定できる。
【００４２】
図３を参照して第２実施の形態について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３は第２実施の形態における筒内圧センサ４０の軸線Ｏを含む断面図である。
【００４３】
筒内圧センサ４０は、伝達部材２１と筐体１１の内周面１２との間に、接続部材４１及びダイヤフラム４３が配置されている。接続部材４１は、伝達部材２１の径方向の外側に伝達部材２１に沿って配置される金属製の円筒状の部材である。接続部材４１には、接続部材４１の所定の部位から径方向の外側へ張り出す円環状の第１張出部４２が設けられている。
【００４４】
ダイヤフラム４３は、接続部材４１と筐体１１の内周面１２との間に配置される金属製の円環状の部材である。ダイヤフラム４３は、軸線Ｏに対して垂直に配置される円板状の膜部４４と、膜部４４の伝達部材２１側の部位から伝達部材２１に沿って後端側へ延びる円筒状の第１凸部４５と、膜部４４の筐体１１側の部位から筐体１１の内周面１２に沿って先端側へ延びる円筒状の第２凸部４６と、を備えている。第２凸部４６には、第２凸部４６の軸線方向の中央付近から径方向の外側へ張り出す円環状の第２張出部４７が設けられている。
【００４５】
第１凸部４５は、第１張出部４２よりも先端側に配置されている。第１凸部４５の後端は、第１張出部４２に突き当てられている。第２張出部４７は、第２部材１４と第３部材１５との間に配置されている。膜部４４、第１凸部４５、第２凸部４６及び第２張出部４７は一体に成形されている。膜部４４の後端側を向く面には、接合部３１によりセンサ素子３０が接合されている。
【００４６】
第１接続部４８は、伝達部材２１の後端部を接続部材４１の後端部に接続する。第２接続部４９は、接続部材４１の第１張出部４２よりも先端側の部位を、第１凸部４５の後端部に接続する。第１接続部４８は、第２接続部４９よりも後端側に位置する。本実施形態では、第１接続部４８及び第２接続部４９はレーザビームの照射により形成された溶接部である。第１接続部４８及び第２接続部４９は、第２部材１４の後端部よりも後端側に位置する。接合部３１は、第１接続部４８及び第２接続部４９よりも先端側に位置する。
【００４７】
ダイヤフラム４３の第１凸部４５のうち第２接続部４９よりも先端側の部位と接続部材４１との間に、隙間５０が形成されている。隙間５０は第１凸部４５の全周に亘って形成されている。ダイヤフラム４３の第２凸部４６のうち第５接続部３６よりも後端側の部位と第２部材１４との間に、隙間５１が形成されている。隙間５１は第２部材１４の全周に亘って形成されている。
【００４８】
筒内圧センサ４０の筐体１１、メンブレン２０、伝達部材２１、接続部材４１及びダイヤフラム４３は、例えば以下の順に接合される。まず、第５接続部３６により第２部材１４とダイヤフラム４３とを接続する。次に、ダイヤフラム４３の後端側からダイヤフラム４３に接続部材４１を挿入した後、第２接続部４９によりダイヤフラム４３と接続部材４１とを接続する。これとは別に、伝達部材２１及び受熱部２２が設けられたメンブレン２０を、第３接続部３４により第３部材１５に接続する。伝達部材２１を接続部材４１に挿入し、第３部材１５の後端部を第２張出部２９に突き当てた後、第１接続部４８により伝達部材２１と接続部材４１とを接続する。最後に、第４接続部３５により第３部材１５と第２張出部２９とを接続し、第６接続部３７により第２部材１４と第１部材１３とを接続する。
【００４９】
筒内圧センサ４０によれば、伝達部材２１と接続部材４１とを接続する第１接続部４８が、ダイヤフラム４３と接続部材４１とを接続する第２接続部４９よりも後端側に位置するので、第１実施形態と同様に、メンブレン２０の熱膨張による伝達部材２１の変位をセンサ素子３０に伝わり難くすることができる。よって、圧力の検知精度を向上できる。
【００５０】
ダイヤフラム４３と接続部材４１との間の少なくとも一部に隙間５０が形成されているので、隙間５０がない場合に比べて、接続部材４１からダイヤフラム４３への熱伝導を抑制できる。センサ素子３０の熱伝導による温度上昇を抑制できるので、センサ素子３０の温度上昇に伴う検知精度の低下を抑制できる。また、伝達部材２１の後端側への変位によって撓んだ第１凸部４５を、隙間５０の分だけ径方向の内側に変形させることができる。その結果、第１凸部４５を介して膜部４４を変形させ易くできるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００５１】
筐体１１とダイヤフラム４３との間の少なくとも一部に隙間５１が形成されているので、伝達部材２１の後端側への変位によって撓んだ第２凸部４６を、隙間５１の分だけ径方向の外側に変形させることができる。その結果、第１凸部４５を介して膜部４４を変形させ易くできるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００５２】
特に、第２凸部４６のうち第２張出部４７よりも後端側の部位と筐体１１との間に隙間５１が形成されているので、第２凸部４６を径方向の外側へ変形させ易くできる。第２凸部４６のうち第２張出部４７よりも先端側の部位と筐体１１とは接触しているので、ダイヤフラム４３を筐体１１にしっかり固定できる。
【００５３】
図４を参照して第３実施の形態について説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４は第３実施の形態における筒内圧センサ６０の軸線Ｏを含む断面図である。
【００５４】
筒内圧センサ６０の筐体６１は、後端側から先端側へ第１部材６３、第２部材６４及び第３部材１５の順に配置されている。第１部材６３は、少なくとも先端部が円筒状に形成される部材である。第２部材６４は、第１部材６３よりも軸線方向の長さが短い円環状の部材である。
【００５５】
筒内圧センサ６０は、伝達部材２１と筐体６１の内周面６２との間に、接続部材４１及びダイヤフラム６５が配置されている。ダイヤフラム６５は、接続部材４１と筐体６１の内周面６２との間に配置される金属製の円環状の部材である。ダイヤフラム６５は、軸線Ｏに対して垂直に配置される円板状の膜部６６と、膜部６６の伝達部材２１側の部位から伝達部材２１に沿って後端側へ延びる円筒状の第１凸部６７と、膜部６６の筐体６１側の部位から筐体６１の内周面６２に沿って後端側へ延びる円筒状の第２凸部６８と、を備えている。第２凸部６８の軸線方向の長さは、第１凸部６７の軸線方向の長さよりも短い。第２凸部６８には、第２凸部６８の軸線方向の中央付近から径方向の外側へ張り出す円環状の第２張出部６９が設けられている。
【００５６】
第１凸部６７は、第１張出部４２よりも先端側に配置されている。第１凸部６７の後端は、第１張出部４２に突き当てられている。第２張出部６９は、第１部材６３と第２部材６４との間に配置されている。膜部６６、第１凸部６７、第２凸部６８及び第２張出部６９は一体に成形されている。膜部６６の先端側を向く面には、接合部３１によりセンサ素子３０が接合されている。
【００５７】
第２接続部７０は、接続部材４１の第１張出部４２よりも先端側の部位を、第１凸部６７の後端部に接続する。第１接続部４８は、第２接続部７０よりも後端側に位置する。本実施形態では、第１接続部４８及び第２接続部７０はレーザビームの照射により形成された溶接部である。第１接続部４８及び第２接続部７０は、第２凸部６８の後端部よりも後端側に位置する。接合部３１は、第１接続部４８及び第２接続部７０よりも先端側に位置する。
【００５８】
第４接続部７１は、第３部材１５の後端部を、全周に亘って第２部材６４に接続する。第５接続部７２は、第２部材６４の後端部を、全周に亘って第２張出部６９に接続する。第６接続部７３は、第２張出部６９を、全周に亘って第１部材６３の先端部に接続する。本実施形態では、第４接続部７１、第５接続部７２及び第６接続部７３はレーザビームの照射により形成された溶接部である。
【００５９】
ダイヤフラム６５の第１凸部６７のうち第２接続部７０よりも先端側の部位と接続部材４１との間に、隙間７４が形成されている。隙間７４は第１凸部６７の全周に亘って形成されている。ダイヤフラム６５の第２凸部６８のうち第５接続部７２よりも先端側の部位と第２部材６４との間に、隙間７５が形成されている。隙間７５は第２部材６４の全周に亘って形成されている。
【００６０】
筒内圧センサ６０の筐体６１、メンブレン２０、伝達部材２１、接続部材４１及びダイヤフラム６５は、例えば以下の順に接合される。まず、第５接続部７２により第２部材６４とダイヤフラム６５とを接続する。次に、ダイヤフラム６５の後端側からダイヤフラム６５に接続部材４１を挿入した後、第２接続部７０によりダイヤフラム６５と接続部材４１とを接続する。これとは別に、伝達部材２１及び受熱部２２が設けられたメンブレン２０を、第３接続部３４により第３部材１５に接続する。伝達部材２１を接続部材４１に挿入し、第３部材１５の後端部を第２部材６４に突き当てた後、第１接続部４８により伝達部材２１と接続部材４１とを接続する。最後に、第４接続部７１により第３部材１５と第２部材６４とを接続し、第６接続部７３により第２張出部６９と第１部材６３とを接続する。
【００６１】
筒内圧センサ６０によれば、伝達部材２１と接続部材４１とを接続する第１接続部４８が、ダイヤフラム６５と接続部材４１とを接続する第２接続部７０よりも後端側に位置するので、第１実施形態と同様に、メンブレン２０の熱膨張による伝達部材２１の変位をセンサ素子３０に伝わり難くすることができる。よって、圧力の検知精度を向上できる。
【００６２】
ダイヤフラム６５と接続部材４１との間の少なくとも一部に隙間７４が形成されているので、隙間７４がない場合に比べて、接続部材４１からダイヤフラム６５への熱伝導を抑制できる。センサ素子３０の熱伝導による温度上昇を抑制できるので、センサ素子３０の温度上昇に伴う検知精度の低下を抑制できる。また、伝達部材２１の後端側への変位によって撓んだ第１凸部６７を、隙間７４の分だけ径方向の内側に変形させることができる。その結果、第１凸部６７を介して膜部６６を変形させ易くできるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００６３】
筐体６１とダイヤフラム６５との間の少なくとも一部に隙間７５が形成されているので、伝達部材２１の先端側への変位によって撓んだ第２凸部６８を、隙間７５の分だけ径方向の外側に変形させることができる。その結果、第１凸部６７を介して膜部６６を変形させ易くできるので、圧力の検知精度をさらに向上できる。
【００６４】
特に、第２凸部６８のうち第２張出部６９よりも先端側の部位と筐体６１との間に隙間７５が形成されているので、第２凸部６８を径方向の外側へ変形させ易くできる。第２凸部６８のうち第２張出部６９よりも後端側の部位と筐体６１とは接触しているので、ダイヤフラム６５を筐体６１にしっかり固定できる。
【００６５】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６６】
実施形態では、円柱状の伝達部材２１の周りに円筒状の接続部材２３，４１を配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。伝達部材２１を四角柱などの多角柱状や筒状などの形にすることは当然可能である。同様に、接続部材２３，４１を平板状や湾曲した板状などの形にすることは当然可能である。
【００６７】
実施形態では、接続部材２３，４１とダイヤフラム２５，４３，６５との間に隙間３８，５０，７４を設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。隙間３８，５０，７４の代わりに、あるいは、隙間３８，５０，７４に加えて、伝達部材２１と接続部材２３，４１との間に隙間を設けることは当然可能である。伝達部材２１と接続部材２３，４１との間に隙間を設けることにより、伝達部材２１から接続部材２３，４１への熱伝導を抑制し、センサ素子３０の熱伝導による温度上昇を抑制できる。
【００６８】
但し、隙間３８，５０，７４が設けられていれば、伝達部材２１と接続部材２３，４１との間には隙間を設けなくて良い。伝達部材２１と接続部材２３，４１とを密着させ、伝達部材２１と接続部材２３，４１との間にできる、接続部材２３，４１が変形可能な隙間をなくすことにより、接続部材２３，４１の内側への変形を抑制できる。従って、熱伝導による温度上昇を隙間３８，５０，７４が抑制する効果に加え、伝達部材２１と接続部材２３，４１との間で力を効率良く伝達できる効果が得られる。なお、伝達部材２１と接続部材２３，４１との隙間をなくすには、例えば締め代ができるように（しまりばめとなるように）、伝達部材２１の寸法と接続部材２３，４１の寸法とを設定すれば良い。
【００６９】
実施形態では、第１接続部３２，４８、第２接続部３３，４９，７０、第３接続部３４、第４接続部３５，７１、第５接続部３６，７２及び第６接続部３７，７３がレーザ溶接により形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他の接合方法により接続部を形成することは当然可能である。他の接合方法としては、例えば電子ビーム溶接が挙げられる。
【００７０】
第１実施形態および第２実施形態では、第２張出部２９，４７の後端側に第１部材１３及び第２部材１４が配置され、第６接続部３７を介して第１部材１３と第２部材１４とが接合される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第６接続部３７を省略して、第１部材１３と第２部材１４とを一体化することは当然可能である。同様に第３実施形態では、第２張出部６９の先端側に第２部材６４及び第３部材１５が配置され、第４接続部７１を介して第２部材６４と第３部材１５とが接合される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第４接続部７１を省略して、第２部材６４と第３部材１５とを一体化することは当然可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０，４０，６０  筒内圧センサ
１１，６１        筐体
１２，６２        筐体の内周面
１６              筐体の開口
２０              メンブレン
２１              伝達部材
２３，４１        接続部材
２４              第１張出部（張出部）
２５，４３，６５  ダイヤフラム
２６，４４，６６  膜部
２７，４５，６７  第１凸部
２８，４６，６８  第２凸部
３０              センサ素子
３１              接合部
３２，４８        第１接続部
３３，４９，７０  第２接続部
３８，５０，７４  隙間
Ｏ                軸線
【図１】
2020106512.tif 000003
【図２】
2020106512.tif 000004
【図３】
2020106512.tif 000005
【図４】
2020106512.tif 000006