(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から後端に向かう軸方向に延びる孔が形成された筒状のハウジングと、
前記ハウジングの先端側に設けられるダイアフラムと、
前記ダイアフラムの後端側に配置され、当該ダイアフラムを介して作用する圧力に応じた出力を行う圧電素子と、
前記圧電素子からの出力を後端側に向けて伝導する伝導部材と、
内部に前記伝導部材を収容するとともに前記軸方向に沿って設けられ、前記ハウジングの前記孔に嵌合して取り付けられる伝導部材収容部とを備え、
前記伝導部材収容部は、
前記伝導部材収容部の外周面から突出するとともに当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて並び、それぞれが当該伝導部材収容部の軸方向に沿って設けられ、前記ハウジングにおける前記孔の内周面に対して当該軸方向に沿って接触して当該伝導部材収容部を支持する複数の第１凸部からなる第１凸部群と、
前記第１凸部群から後端側に離れて配置され、前記伝導部材収容部の外周面から突出するとともに当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて並び、それぞれが当該伝導部材収容部の軸方向に沿って設けられ、前記ハウジングにおける前記孔の内周面に対して当該軸方向に沿って接触して、複数の前記第１凸部とともに当該伝導部材収容部を支持する複数の第２凸部からなる第２凸部群と
を有することを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
前記第１凸部群における複数の前記第１凸部は、前記伝導部材収容部の前記軸方向における同一位置において、当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて配置され、
前記第２凸部群における複数の前記第２凸部は、前記伝導部材収容部の前記軸方向における他の同一位置において、当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
【請求項３】
前記伝導部材収容部は、円筒形状を有し、
前記第１凸部群は、前記伝導部材収容部の周方向に９０度間隔で並ぶ４つの前記第１凸部からなり、
前記第２凸部群は、前記伝導部材収容部の周方向に９０度間隔で並ぶ４つの前記第２凸部からなり、
それぞれの前記第１凸部とそれぞれの前記第２凸部とは、前記軸方向から見て、互いに重なるように設けられることを特徴とする請求項１または２記載の圧力検出装置。
【請求項４】
複数の前記第１凸部は、当該第１凸部の先端部に位置し、前記伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に向けて徐々に高くなる傾斜部と、当該傾斜部の後端部から前記軸方向に沿って延び、当該伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に掛けて略一定の平坦部とをそれぞれ備え、
複数の前記第２凸部は、当該第２凸部の先端部に位置し、前記伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に向けて徐々に高くなる傾斜部と、当該傾斜部の後端部から前記軸方向に沿って延び、当該伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に掛けて略一定の平坦部とをそれぞれ備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧力検出装置。
【請求項５】
先端から後端に向かう軸方向に延びる孔が形成された筒状のハウジングと、
前記ハウジングの先端側に設けられるダイアフラムと、
前記ダイアフラムの後端側に配置され、当該ダイアフラムを介して作用する圧力に応じた出力を行う圧電素子と、
前記圧電素子からの出力を後端側に向けて伝導する伝導部材と、
内部に前記伝導部材を収容し、外周面から突出するとともに周方向に間隔を隔てて並び、それぞれが前記軸方向に沿って延びる複数の凸部を有する伝導部材収容部とを備え、
前記伝導部材収容部は、前記ハウジングにおける前記孔の内部に挿入されており、当該伝導部材収容部の複数の前記凸部は、当該孔の内周面に接触することで変形し、弾性力により当該内周面を押圧していることを特徴とする圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に装着されて燃焼室内の圧力を検出する圧力検出装置が知られている。
例えば、引用文献１には、ハウジング内に、圧力を電気信号に変換する圧電素子と、圧電素子から得られる電気信号を処理する回路基板部と、圧電素子と回路基板部とを電気的に接続するリード部（伝導部材）とを備える圧力検出装置が記載されている。そして、この圧力検出装置では、リード部が挿入されたガイドパイプ（伝導部材収容部）を、ハウジングに設けられた孔に嵌合することで、リード部が支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような圧力検出装置では、ハウジングの孔に対してガイドパイプ（伝導部材収容部）を嵌合するために、ハウジングの孔およびガイドパイプにおける形状や寸法の精度を共に高くする必要があった。
本発明は、ハウジングの孔に対する伝導部材収容部の、嵌合による取り付けを容易に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の圧力検出装置は、先端から後端に向かう軸方向に延びる孔が形成された筒状のハウジングと、前記ハウジングの先端側に設けられるダイアフラムと、前記ダイアフラムの後端側に配置され、当該ダイアフラムを介して作用する圧力に応じた出力を行う圧電素子と、前記圧電素子からの出力を後端側に向けて伝導する伝導部材と、内部に前記伝導部材を収容するとともに前記軸方向に沿って設けられ、前記ハウジングの前記孔に嵌合して取り付けられる伝導部材収容部とを備え、前記伝導部材収容部は、前記伝導部材収容部の外周面から突出するとともに当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて並び、それぞれが当該伝導部材収容部の軸方向に沿って設けられ、前記ハウジングにおける前記孔の内周面に対して当該軸方向に沿って接触して当該伝導部材収容部を支持する複数の第１凸部からなる第１凸部群と、前記第１凸部群から後端側に離れて配置され、前記伝導部材収容部の外周面から突出するとともに当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて並び、それぞれが当該伝導部材収容部の軸方向に沿って設けられ、前記ハウジングにおける前記孔の内周面に対して当該軸方向に沿って接触して、複数の前記第１凸部とともに当該伝導部材収容部を支持する複数の第２凸部からなる第２凸部群とを有することを特徴とする。
【０００６】
このような圧力検出装置において、前記第１凸部群における複数の前記第１凸部は、前記伝導部材収容部の前記軸方向における同一位置において、当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて配置され、前記第２凸部群における複数の前記第２凸部は、前記伝導部材収容部の前記軸方向における他の同一位置において、当該伝導部材収容部の周方向に間隔を隔てて配置されることを特徴とすることができる。これにより、伝導部材収容部の軸方向と交差する方向への振動を抑制することができる。
また、このような圧力検出装置において、前記伝導部材収容部は、円筒形状を有し、前記第１凸部群は、前記伝導部材収容部の周方向に９０度間隔で並ぶ４つの前記第１凸部からなり、前記第２凸部群は、前記伝導部材収容部の周方向に９０度間隔で並ぶ４つの前記第２凸部からなり、それぞれの前記第１凸部とそれぞれの前記第２凸部とは、前記軸方向から見て、互いに重なるように設けられることを特徴とすることができる。これにより、伝導部材収容部の軸方向と交差する方向への振動を抑制することができるとともに、ハウジングの孔に対して、伝導部材収容部をより容易に取り付けることができる。
さらに、複数の前記第１凸部は、当該第１凸部の先端部に位置し、前記伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に向けて徐々に高くなる傾斜部と、当該傾斜部の後端部から前記軸方向に沿って延び、当該伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に掛けて略一定の平坦部とをそれぞれ備え、複数の前記第２凸部は、当該第２凸部の先端部に位置し、前記伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に向けて徐々に高くなる傾斜部と、当該傾斜部の後端部から前記軸方向に沿って延び、当該伝導部材収容部の外周面からの高さが先端側から後端側に掛けて略一定の平坦部とをそれぞれ備えることを特徴とすることができる。これにより、ハウジングの孔に対して、伝導部材収容部をより容易に取り付けることができる。
【０００７】
また、他の観点から捉えると、本発明の圧力検出装置は、先端から後端に向かう軸方向に延びる孔が形成された筒状のハウジングと、前記ハウジングの先端側に設けられるダイアフラムと、前記ダイアフラムの後端側に配置され、当該ダイアフラムを介して作用する圧力に応じた出力を行う圧電素子と、前記圧電素子からの出力を後端側に向けて伝導する伝導部材と、内部に前記伝導部材を収容し、外周面から突出するとともに周方向に間隔を隔てて並び、それぞれが前記軸方向に沿って延びる複数の凸部を有する伝導部材収容部とを備え、前記伝導部材収容部は、前記ハウジングにおける前記孔の内部に挿入されており、当該伝導部材収容部の複数の前記凸部は、当該孔の内周面に接触することで変形し、弾性力により当該内周面を押圧していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ハウジングの孔に対する伝導部材収容部の、嵌合による取り付けを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る内燃機関の概略構成図である。
【図２】図１に示す圧力検出装置のＩＩ部の拡大図である。
【図３】圧力検出装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す圧力検出装置のＩＶ−ＩＶ部の断面図である。
【図５】図４に示す圧力検出装置のＶ部の拡大図である。
【図６】図４に示す圧力検出装置のＶＩ部の拡大図である。
【図７】信号処理部が挿入される前の第２のハウジング、および、第２のハウジングに挿入される前の信号処理部における先端部の構造を説明するための図である。
【図８】図７に示す第２のハウジングおよび信号処理部の断面図である。
【図９】他の実施の形態に係る信号処理部における先端部の構造の一例を示した図である。
【図１０】他の実施の形態に係る信号処理部における先端部の構造の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関１の概略構成図である。また、図２は、図１に示す圧力検出装置５のＩＩ部の拡大図である。
内燃機関１は、シリンダ２ａを有するシリンダブロック２と、シリンダ２ａ内を往復動するピストン３と、シリンダブロック２に締結されてシリンダ２ａおよびピストン３などとともに燃焼室Ｃを形成するシリンダヘッド４と、を備えている。また、内燃機関１は、シリンダヘッド４に装着されて燃焼室Ｃ内の圧力を検出する圧力検出装置５と、圧力検出装置５が検出した圧力に基づいて内燃機関１の作動を制御する制御装置６と、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に介在して燃焼室Ｃ内の気密性を保つためのシール部材７と、圧力検出装置５と制御装置６との間で電気信号を伝送する伝送ケーブル８と、を備えている。
【００１１】
また、図２に示すように、シリンダヘッド４には、燃焼室Ｃと外部とを連通する連通孔４ａが形成されている。連通孔４ａは、燃焼室Ｃ側から、第１孔部４ｂと、第１孔部４ｂの孔径から徐々に径が拡大している傾斜部４ｃと、第１孔部４ｂの孔径よりも孔径が大きい第２孔部４ｄと、を有している。第２孔部４ｄを形成する周囲の壁には、圧力検出装置５に形成された後述するハウジング３０の雄ねじ３３２ａがねじ込まれる雌ねじ４ｅが形成されている。
【００１２】
以下に、圧力検出装置５について詳述する。
図３は、圧力検出装置５の概略構成図である。図４は、図３に示す圧力検出装置５のＩＶ−ＩＶ部の断面図である。図５は、図４に示す圧力検出装置５のＶ部の拡大図である。また、図６は、図４に示す圧力検出装置５のＶＩ部の拡大図である。
圧力検出装置５は、燃焼室Ｃ内の圧力を電気信号に変換する圧電素子１０を有するセンサ部１００と、センサ部１００からの電気信号を処理する信号処理部２００と、信号処理部２００を保持する保持部材３００と、を備えている。この圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着する際には、センサ部１００の後述するダイアフラムヘッド４０の方から先に、シリンダヘッド４に形成された連通孔４ａに挿入していく。以下の説明において、図４の左側を圧力検出装置５の先端側、右側を圧力検出装置５の後端側とする。
【００１３】
先ずは、センサ部１００について説明する。
センサ部１００は、受けた圧力を電気信号に変換する圧電素子１０と、筒状であってその内部に圧電素子１０などを収納する円柱状の孔が形成されたハウジング３０と、を備えている。以下では、ハウジング３０に形成された円柱状の孔の中心線方向を、単に中心線方向と称す。
また、センサ部１００は、ハウジング３０における先端側の開口部を塞ぐように設けられて、燃焼室Ｃ内の圧力が作用するダイアフラムヘッド４０と、ダイアフラムヘッド４０と圧電素子１０との間に設けられた第１の電極部５０と、圧電素子１０に対して第１の電極部５０とは反対側に配置された第２の電極部５５と、を備えている。
また、センサ部１００は、第２の電極部５５を電気的に絶縁するアルミナセラミック製の絶縁リング６０と、絶縁リング６０よりも後端側に設けられて、信号処理部２００の後述する覆い部材２３の端部を支持する支持部材６５と、第２の電極部５５と後述する伝導部材２２との間に介在するコイルスプリング７０と、を備えている。
【００１４】
圧電素子１０は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を有している。圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。本実施形態に係る圧電素子１０は、中心線方向が応力印加軸の方向となるようにハウジング３０内に収納されている。
【００１５】
次に、圧電素子１０に圧電横効果を利用した場合を例示する。圧電横効果とは、圧電体の電荷発生軸に対して直交する位置にある応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。薄板状に薄く形成した圧電体を複数枚積層して構成しても良く、このように積層することで、圧電体に発生する電荷を効率的に集めてセンサの感度を上げることができる。圧電単結晶としては、圧電縦効果及び圧電横効果を有するランガサイト系結晶（ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ＬＧＴＡ）や水晶、ガリウムリン酸塩などを使用することを例示することができる。なお、本実施形態の圧電素子１０には、圧電体としてランガサイト単結晶を用いている。
【００１６】
ハウジング３０は、図５に示すように、先端側に設けられた第１のハウジング３１と、後端側に設けられた第２のハウジング３２と、を有する。
第１のハウジング３１は、内部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された円柱状の孔３１０が形成された薄肉円筒状の部材である。第１のハウジング３１の外周面には、中心線方向の中央部に、外周面から突出する突出部３１５が周方向の全域に渡って設けられている。
孔３１０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔３１１と、第１の孔３１１の孔径よりも大きな孔径の第２の孔３１２と、から構成される。突出部３１５は、先端部に、先端側から後端側にかけて徐々に径が大きくなる傾斜面３１５ａを有し、後端部に、中心線方向に垂直な垂直面３１５ｂを有している。
【００１７】
第２のハウジング３２は、図４に示すように、内部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された円柱状の孔３２０が形成された筒状の部材であり、外部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された外周面３３０が設けられている。
孔３２０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔径を有する第１の円柱孔３２１と、第１の孔径よりも小さな第２の孔径Ｄｈ２（後述する図７、図８参照）を有する第２の円柱孔３２２と、第２の孔径Ｄｈ２よりも大きな第３の孔径Ｄｈ３（図７、図８参照）を有する第３の円柱孔３２３と、第３の孔径Ｄｈ３よりも大きな第４の孔径Ｄｈ４（図７、図８参照）を有する第４の円柱孔３２４と、第４の孔径Ｄｈ４よりも大きな第５の孔径を有する第５の円柱孔３２５と、から構成される。
第２のハウジング３２における先端部は、第１のハウジング３１における後端部にしまりばめで嵌合（圧入）されるように、第１の円柱孔３２１における第１の孔径は、第１のハウジング３１の外周面の径以下となるように設定されている。
【００１８】
外周面３３０は、先端側から後端側にかけて、第１の外周面３３１と、第１の外周面３３１の外径よりも大きな外径の第２の外周面３３２と、第２の外周面３３２の外径よりも大きな外径の第３の外周面３３３と、第３の外周面３３３の外径よりも大きな外径の第４の外周面３３４と、第４の外周面３３４の外径よりも小さな外径の第５の外周面３３５と、から構成される。
第２の外周面３３２における先端部には、シリンダヘッド４の雌ねじ４ｅにねじ込まれる雄ねじ３３２ａが形成されている。第３の外周面３３３には、後述する第１のシール部材７１がすきまばめで嵌め込まれ、第３の外周面３３３の外径と第１のシール部材７１の内径との寸法公差は、例えば零から０．２ｍｍとなるように設定される。第４の外周面３３４における後端部は、周方向に等間隔に６つの面取りを有する正六角柱に形成されている。この正六角柱に形成された部位が、圧力検出装置５をシリンダヘッド４に締め付ける際に、締付用の工具が嵌め込まれ、工具に付与された回転力が伝達される部位となる。第５の外周面３３５における中心線方向の中央部には、外周面から凹んだ凹部３３５ａが全周に渡って形成されている。
【００１９】
また、図６に示すように、第２のハウジング３２は、第４の円柱孔３２４から第５の円柱孔３２５（図４参照）への移行部分であり、第５の円柱孔３２５における先端部には、信号処理部２００の後述する覆い部材２３（図４参照）の基板被覆部２３２における先端側の端面が突き当たる突当面３４０が設けられている。突当面３４０には、後述する信号処理部２００のプリント配線基板２１０の第２の接続ピン２１ｂが差し込まれるピン用凹部３４０ａが形成されている。
【００２０】
第１のハウジング３１および第２のハウジング３２は、燃焼室Ｃに近い位置に存在するため、少なくとも、−４０〜３５０〔℃〕の使用温度環境に耐える材料を用いて製作することが望ましい。具体的には、耐熱性の高いステンレス鋼材、例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等を用いることが望ましく、本実施の形態においては、第１のハウジング３１および第２のハウジング３２としてＳＵＳ４３０を用いている。
【００２１】
ダイアフラムヘッド４０は、図５に示すように、円筒状の円筒状部４１と、円筒状部４１の内側に形成された内側部４２と、を有している。
円筒状部４１における後端部は、ハウジング３０の第１のハウジング３１における先端部としまりばめで嵌合（圧入）されて、この先端部の内部に入り込む進入部４１ａと、この先端部における端面３１ａと同形状に形成され、嵌合された際にこの端面３１ａが突き当たる突当面４１ｂと、を有している。
内側部４２は、円筒状部４１における先端側の開口を塞ぐように設けられた円盤状の部材であり、後端側の面における中央部には、この面から圧電素子１０側に突出する突出部４２ａが設けられている。また、内側部４２の、先端側の面における中央部には、この面から圧電素子１０側に凹んだ凹部４２ｂが設けられている。
ダイアフラムヘッド４０の材料としては、高温でありかつ高圧となる燃焼室Ｃ内に存在するため、弾性が高く、かつ耐久性、耐熱性、耐触性等に優れた合金製であることが望ましく、例えばＳＵＨ６６０であることを例示することができる。
【００２２】
第１の電極部５０は、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された円柱状の部材であり、第１の円柱部５１と、第１の円柱部５１の半径よりも大きな半径の第２の円柱部５２と、から構成される。第１の円柱部５１の外径はダイアフラムヘッド４０の進入部４１ａの内径よりも小さく、第２の円柱部５２の外径は第１のハウジング３１の第１の孔３１１の孔径と略同じである。そして、第１の円柱部５１における先端側の端面がダイアフラムヘッド４０の内側部４２の突出部４２ａと、第２の円柱部５２における後端側の端面が圧電素子１０における先端側の面と、それぞれ接触するように配置される。第２の円柱部５２の外周面が第１のハウジング３１の内周面と接触すること、および／または第１の円柱部５１における先端側の端面がダイアフラムヘッド４０と接触することによって、圧電素子１０における先端部は、ハウジング３０と電気的に接続される。
第１の電極部５０は、燃焼室Ｃ内の圧力を圧電素子１０に作用させるものであり、圧電素子１０側の端面である第２の円柱部５２における後端側の端面が圧電素子１０の端面の全面を押すことが可能な大きさに形成される。また、第１の電極部５０は、ダイアフラムヘッド４０から受ける圧力を均等に圧電素子１０に作用させることができるように、中心線方向の両端面が、それぞれ平滑面に形成されるとともに、中心線方向と直交する面に沿って互いに略平行に設けられている。
第１の電極部５０の材質としては、ステンレスであることを例示することができる。
【００２３】
第２の電極部５５は、円柱状の部材であり、先端側の端面が圧電素子１０における後端側の端面に接触し、後端側の端面が絶縁リング６０に接触するように配置される。第２の電極部５５における後端側の端面には、この端面から後端側に突出する円柱状の突出部５５ａが設けられている。突出部５５ａは、端面側の基端部と、この基端部の外径よりも小さな外径の先端部と、を有する。突出部５５ａの外径は絶縁リング６０の内径よりも小さく設定されるとともに、突出部５５ａの長さは絶縁リング６０の幅（中心線方向の長さ）よりも長く設定され、突出部５５ａの先端が絶縁リング６０から露出している。この第２の電極部５５は、第１の電極部５０との間で圧電素子１０に対して一定の荷重を加えるように作用する部材であり、圧電素子１０側（先端側）の端面は、圧電素子１０の後端側の端面の全面を押すことが可能な大きさに形成されるとともに、平滑面且つ圧電素子１０の後端側の端面と平行な面に形成されている。第２の電極部５５の外径は第１のハウジング３１の第２の孔３１２の孔径よりも小さくなるように設定されており、第２の電極部５５の外周面と第１のハウジング３１の内周面との間には隙間がある。
第２の電極部５５の材質としては、ステンレスであることを例示することができる。
【００２４】
絶縁リング６０は、アルミナセラミックス等により形成された円筒状の部材であり、内径（中央部の孔径）は、第２の電極部５５の突出部５５ａの基端部の外径よりもやや大きく、外径は、第１のハウジング３１の第２の孔３１２の孔径と略同じに設定されている。第２の電極部５５は、突出部５５ａが絶縁リング６０の中央部の孔に挿入されて配置されることで、第２の電極部５５の中心位置と第１のハウジング３１の第２の孔３１２の中心とが同じになるように配置される。
【００２５】
支持部材６５は、内部に、径が異なる複数の円柱状の孔６５０が先端側から後端側にかけて形成されるとともに、外周面の径が先端側から後端側にかけて同一の、筒状の部材である。
孔６５０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔６５１と、第１の孔６５１の孔径よりも大きな孔径の第２の孔６５２と、第２の孔６５２の孔径よりも大きな孔径の第３の孔６５３と、から構成される。第１の孔６５１の孔径は、第２の電極部５５の突出部５５ａの基端部の外径よりも大きく、この突出部５５ａが支持部材６５の内部まで露出する。第２の孔６５２の孔径は、後述する信号処理部２００の伝導部材２２における先端部の外径よりも大きい。第３の孔６５３の孔径は、後述する信号処理部２００の覆い部材２３における先端側の端部の外径よりも小さく、この覆い部材２３が第３の孔６５３を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合される。これにより、支持部材６５は、覆い部材２３の端部を支持する部材として機能する。
【００２６】
コイルスプリング７０は、内径が、第２の電極部５５の突出部５５ａにおける先端部の外径以上で基端部の外径より小さく、外径が、後述する伝導部材２２の挿入孔２２ａの径よりも小さい。コイルスプリング７０の内側に第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部が挿入されるとともに、コイルスプリング７０は、後述する伝導部材２２の挿入孔２２ａに挿入される。コイルスプリング７０の長さは、第２の電極部５５と伝導部材２２との間に圧縮した状態で介在することができる長さに設定されている。コイルスプリング７０の材質としては、弾性が高く、かつ耐久性、耐熱性、耐触性等に優れた合金を用いるとよい。また、コイルスプリング７０の表面に金メッキを施すことで、電気伝導を高めるとよい。
【００２７】
次に、信号処理部２００について説明する。
信号処理部２００は、図３および図４に示すように、センサ部１００の圧電素子１０から得られる微弱な電荷である電気信号を少なくとも増幅処理する回路基板部２１と、圧電素子１０に生じた電荷を回路基板部２１まで導く棒状の伝導部材２２と、これら回路基板部２１、伝導部材２２などを覆う覆い部材２３と、回路基板部２１などを密封するＯリング２６と、を備えている。
【００２８】
回路基板部２１は、センサ部１００の圧電素子１０から得られる微弱な電荷を増幅するための回路を構成する電子部品などが実装されたプリント配線基板２１０を有する。プリント配線基板２１０における先端部には、伝導部材２２における後端部を電気的に接続するための第１の接続ピン２１ａと、接地用および位置決め用の第２の接続ピン２１ｂとが半田付けなどにより接続されている。また、プリント配線基板２１０における後端部には、伝送ケーブル８の先端部のコネクタ８ａを介して制御装置６と電気的に接続する第３の接続ピン２１ｃが３つ、半田付けなどにより接続されている。３つの第３の接続ピン２１ｃは、それぞれ、制御装置６からプリント配線基板２１０への電源電圧およびＧＮＤ電圧の供給、プリント配線基板２１０から制御装置６への出力電圧の供給に用いられる。
【００２９】
伝導部材２２は、棒状（円柱状）の部材であり、先端部には、第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部が挿入される挿入孔２２ａが形成されている。伝導部材２２における後端部は、回路基板部２１のプリント配線基板２１０に、導線を介して電気的に接続される。伝導部材２２の材質としては、真鍮及びベリリウム銅等を例示することができる。この場合、加工性およびコストの観点からは、真鍮が望ましい。これに対して、電気伝導性、高温強度、信頼性の観点からは、ベリリウム銅が望ましい。
【００３０】
覆い部材２３は、伝導部材２２の外周を覆う伝導部材収容部の一例としての伝導部材被覆部２３１と、回路基板部２１のプリント配線基板２１０の側面および下面を覆う基板被覆部２３２と、プリント配線基板２１０に接続された第３の接続ピン２１ｃの周囲を覆うとともに伝送ケーブル８の先端部のコネクタ８ａが嵌め込まれるコネクタ部２３３と、を有している。
【００３１】
伝導部材被覆部２３１（図４参照）は、図３に示すように、中心線方向に沿って延び、伝導部材２２の先端部が露出するように、伝導部材２２を覆っている。
また、伝導部材被覆部２３１は、先端側から後端側にかけて段階的に外径が異なるように、複数の円筒形状の部分から構成される。具体的には、先端側から後端側にかけて、第１の外径を有する第１の円筒部２４１と、第１の外径よりも大きな第２の外径Ｄｏ２（後述する図８参照）を有する第２の円筒部２４２と、第２の外径Ｄｏ２よりも大きな第３の外径Ｄｏ３（図８参照）を有する第３の円筒部２４３と、第３の外径Ｄｏ３よりも大きな第４の外径Ｄｏ４（図８参照）を有する第４の円筒部２４４とが並んで形成されている。
第１の円筒部２４１における第１の外径は、支持部材６５の第３の孔６５３の孔径よりも大きく形成されている。これにより、伝導部材被覆部２３１における先端部は、支持部材６５の第３の孔６５３を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合（圧入）される。
【００３２】
図３に示すように、伝導部材被覆部２３１（図４参照）には、伝導部材被覆部２３１の外周面から突出するとともに、それぞれが中心線方向に延びる複数の凸部２５０が設けられている。本実施の形態では、凸部２５０は、伝導部材被覆部２３１の第２の円筒部２４２における先端部に設けられる第１凸部２５１と、伝導部材被覆部２３１の第４の円筒部２４４に設けられる第２凸部２５２を有する。本実施の形態では、複数の第１凸部２５１により第１凸部群が構成され、複数の第２凸部２５２により第２凸部群が構成されている。
この例では、第１凸部２５１は、第２の円筒部２４２の外周面において、周方向に沿って９０度間隔で４個設けられている。また、第２凸部２５２は、第４の円筒部２４４の外周面において、周方向に沿って９０度間隔で４個設けられている。
なお、この例では、４個の第１凸部２５１は、伝導部材被覆部２３１における第２の円筒部２４２と一体的に形成され、４個の第２凸部２５２は、伝導部材被覆部２３１における第４の円筒部２４４と一体的に形成されている。
【００３３】
信号処理部２００においては、図５に示すように、第２の円筒部２４２に設けられた４個の第１凸部２５１が、それぞれ第２のハウジング３２における第２の円柱孔３２２を形成する壁に当接する。また、図６に示すように、第４の円筒部２４４に設けられた複数の第２凸部２５２が、それぞれ第２のハウジング３２における第４の円柱孔３２４を形成する壁に当接する。これにより、伝導部材被覆部２３１が第２のハウジング３２に支持されることになる。
なお、第２のハウジング３２および信号処理部２００における伝導部材被覆部２３１の詳細な構造、および、第２のハウジング３２と伝導部材被覆部２３１との関係については、後段で詳述する。
【００３４】
基板被覆部２３２は、基本的には円筒状の部位であり、その側面には、プリント配線基板２１０を内部に設置するための矩形の開口部２３２ａが設けられている。また、基板被覆部２３２における後端側には、ハウジング３０内およびプリント配線基板２１０の設置部を密封するＯリング２６を装着するためのリング溝２３２ｂが形成されている。
【００３５】
コネクタ部２３３は、基板被覆部２３２における後端側の端面２３２ｃから突出し、プリント配線基板２１０に接続された３つの第３の接続ピン２１ｃの周囲を覆うように形成された薄肉の部位である。コネクタ部２３３における後端部は開口しており、内部に伝送ケーブル８の先端部に設けられたコネクタ８ａを受け入れることが可能になっている。また、コネクタ部２３３における後端側には、内部と外部とを連通する孔２３３ａが形成されており、伝送ケーブル８のコネクタ８ａに設けられたフックがこの孔２３３ａに引っ掛ることで、伝送ケーブル８のコネクタ８ａがコネクタ部２３３から脱落することが抑制される。
【００３６】
以上のように構成された覆い部材２３は、樹脂などの絶縁性を有する材料にて成形されている。また、覆い部材２３は、伝導部材２２、第１の接続ピン２１ａ、第２の接続ピン２１ｂおよび３つの第３の接続ピン２１ｃとともに一体成形されている。より具体的には、覆い部材２３は、これら伝導部材２２、第１の接続ピン２１ａ、第２の接続ピン２１ｂおよび３つの第３の接続ピン２１ｃをセットした金型に加熱した樹脂が押し込まれることで成形される。
【００３７】
信号処理部２００をユニット化するにあたっては、成形された覆い部材２３の開口部２３２ａから、回路基板部２１のプリント配線基板２１０を挿入し、基板被覆部２３２の中央部に設置する。プリント配線基板２１０を設置する際、板厚方向に貫通されたスルーホールに、第１の接続ピン２１ａ、第２の接続ピン２１ｂおよび３つの第３の接続ピン２１ｃの先端を通し、半田付けする。その後、第１の接続ピン２１ａと伝導部材２２とを導線を用いて接続する。また、覆い部材２３の基板被覆部２３２のリング溝２３２ｂにＯリング２６を装着する。Ｏリング２６は、フッ素系ゴムからなる周知のＯ状のリングである。
【００３８】
次に、保持部材３００について説明する。
保持部材３００は、薄肉円筒状の部材であり、図４に示すように、保持部材３００の後端部には、内側に突出した突出部３００ａが設けられている。保持部材３００は、第２のハウジング３２に装着された後、外部から、第５の外周面３３５に設けられた凹部３３５ａに対応する部位が加圧されることでかしめられる。これにより、保持部材３００は、ハウジング３０に対して移動し難くなり、信号処理部２００がハウジング３０に対して移動することを抑制する。
【００３９】
続いて、第２のハウジング３２および信号処理部２００における伝導部材被覆部２３１について詳細に説明する。
図７（ａ）は、信号処理部２００が挿入される前の第２のハウジング３２の構造を説明するための図であり、図７（ｂ）は、第２のハウジング３２に挿入される前の信号処理部２００における先端部の構造を説明するための図である。
図８は、図７に示す第２のハウジング３２および信号処理部２００の断面図である。図８（ａ）は、図７のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ断面であり、図８（ｂ）は、図７のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ断面であり、図８（ｃ）は、図７のＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ断面であり、図８（ｄ）は、図７のＶＩＩＩＤ−ＶＩＩＩＤ断面である。
ここで、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ、信号処理部２００が第２のハウジング３２に挿入された状態において対応する位置の、第２のハウジング３２および伝導部材被覆部２３１の断面図を示している。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、第２のハウジング３２には、上述したように、孔径の異なる円柱状の第１の円柱孔３２１、第２の円柱孔３２２、第３の円柱孔３２３、第４の円柱孔３２４および第５の円柱孔３２５が先端側から後端側にかけて並んで設けられている。
そして、本実施の形態の第２のハウジング３２には、第３の円柱孔３２３と第４の円柱孔３２４との間に、先端側から後端側に向かって徐々に径が大きくなる傾斜面３２４ａが形成されている。
【００４１】
図７（ｂ）に示すように、信号処理部２００における伝導部材被覆部２３１には、上述したように、外径の異なる円筒形状の第１の円筒部２４１、第２の円筒部２４２、第３の円筒部２４３および第４の円筒部２４４が先端側から後端側にかけて並んで設けられている。また、第３の円筒部２４３から第４の円筒部２４４への移行部分であり、第４の円筒部２４４における先端部には、先端側から後端側に向けて徐々に外径が大きくなる傾斜面２４４ａが設けられている。
そして、第２の円筒部２４２の先端部には、中心線方向に沿って延びるとともに、周方向に沿って９０度間隔で並ぶ４個の第１凸部２５１が設けられている。すなわち、図８（ａ）に示すように、４個の第１凸部２５１は、それぞれ、第２の円筒部２４２を介して他の第１凸部２５１と向き合うように設けられている。
同様に、第４の円筒部２４４には、中心線方向に沿って延びるとともに、周方向に沿って９０度間隔で並ぶ４個の第２凸部２５２が設けられている。そして図８（ｄ）に示すように、４個の第２凸部２５２は、それぞれ、第４の円筒部２４４を介して他の第２凸部２５２と向き合うように設けられている。
また、本実施の形態では、第１凸部２５１と第２凸部２５２とは、中心線方向から見て互いに重なり合う位置にそれぞれ設けられている。
【００４２】
ここで、図７に示すように、４個の第１凸部２５１は、それぞれ、第１凸部２５１における先端部側に位置し、第２の円筒部２４２の外周面からの高さが先端から後端に向かって徐々に高くなる傾斜部の一例としてのテーパ部２５１ａと、テーパ部２５１ａから後端側に向かって延び、第２の円筒部２４２の外周面からの高さが略一定な平坦部２５１ｂとが設けられている。
同様に、４個の第２凸部２５２は、それぞれ、第２凸部２５２における先端部側に位置し、第４の円筒部２４４の外周面からの高さが先端から後端に向かって徐々に高くなる傾斜部の一例としてのテーパ部２５２ａと、テーパ部２５２ａから後端側に向かって延び、第４の円筒部２４４の外周面からの高さが略一定な平坦部２５２ｂとが設けられている。
【００４３】
ここで、図８（ａ）に示すように、中心線方向と垂直な断面において、４個の第１凸部２５１に接する外接円の直径を第１の凸部径Ｄｐ１とする。
同様に、図８（ｄ）に示すように、中心線方向と垂直な断面において、４個の第２凸部２５２に接する外接円の直径を第２の凸部径Ｄｐ２とする。
【００４４】
本実施の形態では、第２の円筒部２４２における第２の外径Ｄｏ２は、第２のハウジング３２における第２の孔径Ｄｈ２よりも小さく形成されている（Ｄｏ２＜Ｄｈ２）。また、第２の円筒部２４２における第１の凸部径Ｄｐ１は、第２のハウジング３２における第２の孔径Ｄｈ２よりも大きく形成されている（Ｄｈ２＜Ｄｐ１）。
第４の円筒部２４４における第４の外径Ｄｏ４は、第２のハウジング３２における第４の孔径Ｄｈ４よりも小さく形成されている（Ｄｏ４＜Ｄｈ４）。さらに、第４の円筒部２４４における第２の凸部径Ｄｐ２は、第２のハウジング３２における第４の孔径Ｄｈ４よりも大きく形成されている（Ｄｈ４＜Ｄｐ２）。
また、第３の円筒部２４３における第３の外径Ｄｏ３は、第２のハウジング３２における第３の孔径Ｄｈ３よりも小さく形成されている（Ｄｏ３＜Ｄｈ３）。
【００４５】
また、本実施の形態の第２のハウジング３２は、例えばＳＵＳ４３０で形成されている。さらに、伝導部材被覆部２３１は例えばＰＰＳ（polyphenylenesulfide）樹脂で形成されている。したがって、伝導部材被覆部２３１の第２の円筒部２４２と一体として成形された第１凸部２５１、および、第４の円筒部２４４と一体として成形された第２凸部２５２も同様にＰＰＳ樹脂で形成されている。ここで、ＳＵＳ４３０と比較してＰＰＳ樹脂は軟らかく、変形しやすい。したがって、本実施の形態においては、第１凸部２５１および第２凸部２５２は、第２のハウジング３２と比較して軟らかく、変形しやすい。
【００４６】
続いて、圧力検出装置５の組み立て方法について説明する。圧力検出装置５は、以下に示すように組み立てられる。
先ず、第１のハウジング３１の端面３１ａとダイアフラムヘッド４０の突当面４１ｂとが接触するまで、第１のハウジング３１とダイアフラムヘッド４０とを嵌合（圧入）する。その後、第１のハウジング３１の端面３１ａとダイアフラムヘッド４０の突当面４１ｂとが接触している部位に、中心線方向に交差する方向（例えば中心線方向に直交する方向）からレーザビームを照射して、第１のハウジング３１とダイアフラムヘッド４０とを溶接する。
【００４７】
その後、第１のハウジング３１における後端側の開口部から、第１の電極部５０および圧電素子１０を挿入する。その後、第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部にコイルスプリング７０を装着するとともに、第２の電極部５５の突出部５５ａに絶縁リング６０を挿入した状態の物を、第１のハウジング３１における後端側の開口部から挿入する。その後、支持部材６５を第１のハウジング３１における後端側の開口部から挿入する。
【００４８】
その後、圧電素子１０の感度および直線性を高めるべく、第１のハウジング３１内の圧電素子１０に、予め定められた荷重（予荷重）を作用させる。すなわち、支持部材６５における後端部に装着した専用治具で、この支持部材６５を、後端側から先端側に向けて中心線方向に加圧する。そして、ダイアフラムヘッド４０の内側部４２における先端側の端面の中心線方向の変位量が、支持部材６５を加圧する前から予め定められた長さとなるまで加圧する。そして、ダイアフラムヘッド４０の内側部４２の先端側の端面が予め定められた長さ変位したところで、支持部材６５と第１のハウジング３１とを固定する。固定方法としては、中心線方向に交差する方向（例えば中心線方向に直交する方向）から、レーザビームを照射することを例示することができる。レーザビームは、円周方向の全周に照射してもよいし、円周方向に等間隔にスポット的に照射してもよい。支持部材６５と第１のハウジング３１とを固定した後に、上記専用治具を取り外す。これにより、第１のハウジング３１内の圧電素子１０に予荷重が作用した状態となる。
【００４９】
その後、第１のハウジング３１の突出部３１５の垂直面３１５ｂと第２のハウジング３２における先端側の端面とが接触するまで、第１のハウジング３１と第２のハウジング３２とを嵌合（圧入）する。その後、第１のハウジング３１の垂直面３１５ｂと第２のハウジング３２の端面とが接触している部位に、中心線方向に交差する方向（例えば中心線方向に直交する方向）からレーザビームを照射して、第１のハウジング３１と第２のハウジング３２とを溶接する。
【００５０】
その後、信号処理部２００を、第２のハウジング３２における後端側の開口部から先端側に向けて挿入する。
この際、まず、伝導部材被覆部２３１から露出する伝導部材２２および伝導部材被覆部２３１における第１の円筒部２４１が、第２のハウジング３２の第５の円柱孔３２５（図４参照）、第４の円柱孔３２４および第３の円柱孔３２３を通過するとともに、第２の円柱孔３２２に進入する。さらに、伝導部材被覆部２３１における第２の円筒部２４２が、第５の円柱孔３２５、第４の円柱孔３２４および第３の円柱孔３２３を通過するとともに、第２の円筒部２４２の先端が第２の円柱孔３２２の後端に到達する。
【００５１】
ここで、本実施の形態では、第２の円筒部２４２における第１の凸部径Ｄｐ１が、第２のハウジング３２の第２の円柱孔３２２における第２の孔径Ｄｈ２よりも大きく形成されている。これにより、信号処理部２００を第２のハウジング３２にさらに挿入していくと、第２の円筒部２４２の先端側に設けられた４個の第１凸部２５１は、それぞれ、テーパ部２５１ａ側から第２の円柱孔３２２内に進入し、やがて各テーパ部２５１ａが第２の円柱孔３２２を形成する壁に当接する。
本実施の形態では、上述したように、第２のハウジング３２はＳＵＳ４３０にて形成され、第１凸部２５１は、ＳＵＳ４３０よりも軟らかく変形しやすいＰＰＳ樹脂にて形成されている。これにより、信号処理部２００を第２のハウジング３２に対して更に挿入していくと、各第１凸部２５１は、第２の円柱孔３２２を形成する壁により押しつぶされつつ第２の円柱孔３２２内に進入していく。そして、各第１凸部２５１における平坦部２５１ｂが、それぞれ第２の円柱孔３２２を形成する壁に当接し、４個の第１凸部２５１が外周面に形成された第２の円筒部２４２が、第２の円柱孔３２２に対してしまりばめで嵌合（圧入）された状態になる。
【００５２】
一方、本実施の形態では、第２の円筒部２４２における第２の外径Ｄｏ２は、第２のハウジング３２の第２の円柱孔３２２における第２の孔径Ｄｈ２よりも小さく形成されている。したがって、第２の円筒部２４２が第２の円柱孔３２２内に進入していく際に、第２の円筒部２４２の外周面は、第２の円柱孔３２２を形成する壁には接触しにくい。
【００５３】
信号処理部２００を第２のハウジング３２に対して更に挿入していくと、伝導部材被覆部２３１における第３の円筒部２４３が、第２のハウジング３２の第５の円柱孔３２５および第４の円柱孔３２４を通過するとともに、第３の円筒部２４３の先端が第３の円柱孔３２３の後端に到達する。
ここで、本実施の形態では、第３の円筒部２４３における第３の外径Ｄｏ３は、第３の円柱孔３２３における第３の外径Ｄｏ３よりも小さく形成されている。したがって、第３の円筒部２４３は、第３の円柱孔３２３を形成する壁には接触しにくく、先端側に向かって第３の円柱孔３２３内に進入していくことになる。
【００５４】
信号処理部２００を第２のハウジング３２に対してさらに挿入していくと、伝導部材被覆部２３１における第４の円筒部２４４が、第５の円柱孔３２５を通過するとともに、第４の円筒部２４４の先端が、第２のハウジング３２における第４の円柱孔３２４の後端に到達する。  
ここで、本実施の形態では、第４の円筒部２４４における第２の凸部径Ｄｐ２が、第４の円柱孔３２４における第４の孔径Ｄｈ４よりも大きく形成されている。これにより、信号処理部２００を第２のハウジング３２にさらに挿入していくと、第４の円筒部２４４に設けられた４個の第２凸部２５２は、それぞれ、テーパ部２５２ａ側から第４の円柱孔３２４内に進入し、やがて各テーパ部２５２ａが第４の円柱孔３２４を形成する壁に当接する。
本実施の形態では、上述したように、第２凸部２５２は、第２のハウジング３２よりも軟らかく変形しやすい。したがって、信号処理部２００を第２のハウジング３２に対して更に挿入していくと、各第２凸部２５２は、第４の円柱孔３２４を形成する壁により押しつぶされつつ第４の円柱孔３２４内に進入していく。そして、各第２凸部２５２における平坦部２５２ｂが、それぞれ第４の円柱孔３２４を形成する壁に当接し、４個の第２凸部２５２が外周面に形成された第４の円筒部２４４が、第４の円柱孔３２４に対してしまりばめで嵌合（圧入）された状態になる。
【００５５】
一方、本実施の形態では、第４の円筒部２４４における第４の外径Ｄｏ４は、第２のハウジング３２の第４の円柱孔３２４における第４の孔径Ｄｈ４よりも小さく形成されている。したがって、第４の円筒部２４４が第４の円柱孔３２４内に進入していく際に、第４の円筒部２４４の外周面は、第４の円柱孔３２４を形成する壁には接触しにくい。
【００５６】
その後、信号処理部２００の基板被覆部２３２における先端側の端面が第２のハウジング３２の突当面３４０に突き当たるまで、信号処理部２００を第２のハウジング３２に対して更に挿入していく。これにより、信号処理部２００の伝導部材２２の挿入孔２２ａに、第２の電極部５５の突出部５５ａに装着されたコイルスプリング７０が入り込むとともに、第２のハウジング３２の突当面３４０に形成されたピン用凹部３４０ａに、プリント配線基板２１０に接続された第２の接続ピン２１ｂが入り込む。
【００５７】
この際、第２の円筒部２４２は、第１凸部２５１における平坦部２５１ｂが第２の円柱孔３２２を形成する壁に当接した状態で、第２の円柱孔３２２の先端側に向かって進入していく。
そして、基板被覆部２３２における先端側の端面が第２のハウジング３２の突当面３４０に突き当たった状態では、第２の円筒部２４２は、基板被覆部２３２によって中心線方向（先端側）への移動が制限されるのに加えて、４個の第１凸部２５１によって、第２の円筒部２４２の周方向および径方向への移動が制限されることになる。
具体的に説明すると、信号処理部２００が第２のハウジング３２に挿入され、第２の円筒部２４２が第２の円柱孔３２２に挿入された状態においては、４個の第１凸部２５１は、それぞれ第２の円柱孔３２２の内壁により第２の円筒部２４２側に向けて押しつぶされ、４個の第１凸部２５１に接する外接円の直径は、第１の凸部径Ｄｐ１よりも小さく、且つ、第２の孔径Ｄｈ２以下になっている。そして、この状態では、４個の第１凸部２５１は、その弾性力により、第２の円柱孔３２２の内壁を外側に向かって押圧している。これにより、第２の円筒部２４２は、４個の第１凸部２５１によって第２の円筒部２４２の周方向および径方向への移動が制限されることになる。
【００５８】
同様に、第４の円筒部２４４は、第２凸部２５２における平坦部２５２ｂが第４の円柱孔３２４を形成する壁に当接した状態で、第４の円柱孔３２４の先端側に向かって進入していく。
そして、基板被覆部２３２における先端側の端面が第２のハウジング３２の突当面３４０に突き当たった状態では、第４の円筒部２４４は、基板被覆部２３２によって中心線方向（先端側）への移動が制限されるのに加えて、４個の第２凸部２５２によって、第２の円筒部２４２の周方向および径方向への移動が制限されることになる。
具体的に説明すると、信号処理部２００が第２のハウジング３２に挿入された状態においては、４個の第２凸部２５２は、それぞれ第４の円柱孔３２４の内壁により第４の円筒部２４４側に向けて押しつぶされ、４個の第２凸部２５２に接する外接円の直径は、第２の凸部径Ｄｐ２よりも小さく、且つ、第４の孔径Ｄｈ４以下になっている。そして、この状態では、４個の第２凸部２５２は、その弾性力により、第４の円柱孔３２４の内壁を外側に向かって押圧している。これにより、第４の円筒部２４４は、４個の第２凸部２５２によって第４の円筒部２４４の周方向および径方向への移動が制限されることになる。
【００５９】
また、本実施の形態では、第２のハウジング３２における第３の円柱孔３２３と第４の円柱孔３２４との間に傾斜面３２４ａが形成されている。そして、信号処理部２００が第２のハウジング３２に挿入された場合に、伝導部材被覆部２３１の第４の円筒部２４４における先端部に設けられた傾斜面２４４ａと、第４の円筒部２４４に形成された４個の第２凸部２５２におけるテーパ部２５２ａとが傾斜面３２４ａに突き当たる。これにより、本構成を有さない場合と比較して、第４の円筒部２４４が先端側に向かって第３の円柱孔３２３に進入することが抑制され、第２のハウジング３２に対する信号処理部２００の中心線方向の位置精度を高めることが可能になる。
【００６０】
ここで、本実施の形態の伝導部材被覆部２３１が上記構成を有することで、信号処理部２００を第２のハウジング３２に挿入した場合に、第２の円筒部２４２に設けられた第１凸部２５１および第４の円筒部２４４に設けられた第２凸部２５２が第２のハウジング３２の孔３２０を形成する壁に接触する。一方、伝導部材被覆部２３１における第１の円筒部２４１、第２の円筒部２４２、第３の円筒部２４３および第４の円筒部２４４の外周面は、第２のハウジング３２の孔３２０を形成する壁には接触しにくい。すなわち、第２の円筒部２４２および第４の円筒部２４４において、外周面のうち周方向における一部分が第２のハウジング３２の孔３２０に接触しながら、信号処理部２００が第２のハウジング３２内に挿入されることになる。
ゆえに、本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１の外周面が周方向全体で第２のハウジング３２の孔３２０の内壁と接触している場合と比較して、伝導部材被覆部２３１と第２のハウジング３２における孔３２０を形成する壁との接触面積が小さくなる。これにより、信号処理部２００を第２のハウジング３２に挿入する際における、伝導部材被覆部２３１と第２のハウジング３２との間に生じる摩擦力が小さくなる。したがって、信号処理部２００を第２のハウジング３２に挿入するのに必要な力が小さくなり、本構成を有さない場合と比較して、第２のハウジング３２に対して信号処理部２００を挿入しやすくなる。
【００６１】
また、例えば伝導部材被覆部２３１の外周面を周方向全体で第２のハウジング３２の孔３２０を形成する壁と接触させながら、信号処理部２００を第２のハウジング３２に挿入し、支持する場合、第２のハウジング３２における孔３２０および伝導部材被覆部２３１の形状や寸法について、周方向全体に亘って高精度が求められる。
例えば第２のハウジング３２における孔３２０および／または伝導部材被覆部２３１の精度が低い場合、第２のハウジング３２における孔３２０に対して伝導部材被覆部２３１がきつくて挿入できなかったり、ゆるくて第２のハウジング３２で伝導部材被覆部２３１を支持できなかったりするおそれがある。
【００６２】
一方、本実施の形態では、第１凸部２５１および第２凸部２５２の外周面が第２のハウジング３２の孔３２０を形成する壁と接触しやすいのに対し、伝導部材被覆部２３１における第１の円筒部２４１、第２の円筒部２４２、第３の円筒部２４３および第４の円筒部２４４の外周面は孔３２０を形成する壁とは接触しにくい。また、第１凸部２５１および第２凸部２５２が、孔３２０を形成する壁と当接して変形することで、伝導部材被覆部２３１が第２のハウジング３２内に挿入される。
したがって、本構成を有さない場合と比較して、第２のハウジング３２における孔３２０および伝導部材被覆部２３１の形状や寸法の精度が低い場合であっても、第２のハウジング３２に対して伝導部材被覆部２３１を挿入しやすくなり、また、第２のハウジング３２にて伝導部材被覆部２３１を支持することが可能になる。
【００６３】
また、本実施の形態では、４個の第１凸部２５１は、それぞれ先端側にテーパ部２５１ａを有している。そして、信号処理部２００を第２のハウジング３２に挿入した場合には、第２の円柱孔３２２を形成する壁の後端部は、テーパ部２５１ａの外周面に沿って先端側から後端側に向かって、第１凸部２５１に対して相対的に移動することになる。そして、テーパ部２５１ａは、先端側から後端側に向かって第２の円柱孔３２２を形成する壁の後端部により徐々に押しつぶされながら、先端側に向かって第２の円柱孔３２２内に案内される。これにより、第１の凸部径Ｄｐ１が第２の円柱孔３２２における第２の孔径Ｄｈ２よりも大きい場合であっても、第１凸部２５１がテーパ部２５１ａを有さない場合と比較して、第２の円筒部２４２を第２のハウジング３２の第２の円柱孔３２２内に、より容易に挿入することが可能になる。
同様に、４個の第２凸部２５２は、それぞれ先端側にテーパ部２５２ａを有している。これにより、第２の凸部径Ｄｐ２が第４の円柱孔３２４における第４の孔径Ｄｈ４よりも大きい場合であっても、第２凸部２５２がテーパ部２５２ａを有さない場合と比較して、第４の円筒部２４４を第２のハウジング３２の第４の円柱孔３２４内に、より容易に挿入することが可能になる。
【００６４】
信号処理部２００を第２のハウジング３２に対して挿入した後、信号処理部２００の基板被覆部２３２の端面２３２ｃに保持部材３００の突出部３００ａが突き当たるまで、保持部材３００を、後端側から信号処理部２００に嵌め込んでいく。そして、信号処理部２００の端面２３２ｃと保持部材３００の突出部３００ａとが接触した状態で、保持部材３００における、第２のハウジング３２の第５の外周面３３５の凹部３３５ａに対応する部位が加圧されることで、保持部材３００が第２のハウジング３２にかしめられる。これにより、保持部材３００がハウジング３０に対して移動し難くなり、信号処理部２００がハウジング３０に対して移動し難くなる。
このようにして圧力検出装置５は組み立てられる。
【００６５】
ここで、上述した圧力検出装置５における電気的な接続構造について説明する。
先ず、圧電素子１０における先端側の端面は、金属製の第１の電極部５０およびダイアフラムヘッド４０を介して、金属製のハウジング３０と電気的に接続される。
【００６６】
これに対し、圧電素子１０における後端側の端面は、金属製の第２の電極部５５と電気的に接続され、第２の電極部５５は、突出部５５ａを介して金属製のコイルスプリング７０と電気的に接続される。また、コイルスプリング７０は、金属製の伝導部材２２と電気的に接続され、伝導部材２２は、プリント配線基板２１０と電気的に接続される。他方、第２の電極部５５の突出部５５ａの外径は支持部材６５の第１の孔６５１の孔径よりも小さく、伝導部材２２における先端部の外径は支持部材６５の第２の孔６５２の孔径よりも小さい。つまり、第２の電極部５５、コイルスプリング７０および伝導部材２２は、支持部材６５と電気的に接続されていない。それゆえ、第２の電極部５５からコイルスプリング７０および伝導部材２２を介してプリント配線基板２１０へと至る電荷信号の伝送経路は、それぞれが絶縁体で構成された、絶縁リング６０および覆い部材２３によって、金属製のハウジング３０と電気的に絶縁される。
【００６７】
以上のように構成された圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着する際には、センサ部１００のダイアフラムヘッド４０の方から先にシリンダヘッド４に形成された連通孔４ａに挿入していき、ハウジング３０の第２のハウジング３２に形成された雄ねじ３３２ａをシリンダヘッド４の連通孔４ａに形成された雌ねじ４ｅにねじ込む。
圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着することにより、ハウジング３０は、金属製のシリンダヘッド４と電気的に接続される。このシリンダヘッド４は、電気的に接地された状態にあるため、圧力検出装置５では、ハウジング３０を介して、圧電素子１０における先端部が接地される。ここで、この例では、圧電素子１０の側面とハウジング３０の内壁面とが接触し得る構造になっているが、圧電素子１０が絶縁体で構成されていることにより抵抗値が極めて大きいことと、圧力変化に伴って発生する電荷が、圧電素子１０における中心線方向の両端部に発生することとにより、特に問題とはならない。
【００６８】
次に、図１および図２を参照しつつ、シール部材７について説明する。
シール部材７は、シリンダヘッド４における連通孔４ａを形成する周囲の壁のセンサ部１００の締め付け方向の端面と、圧力検出装置５のハウジング３０の第３の外周面３３３と第４の外周面３３４とを接続する接続面との間に配置された第１のシール部材７１を有している。また、シール部材７は、シリンダヘッド４の連通孔４ａの傾斜部４ｃと、圧力検出装置５のハウジング３０の第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａとの間に配置された第２のシール部材７２を有している。第１のシール部材７１としては、金属製のメタルガスケットを、第２のシール部材７２としては、フッ素ゴム（ＦＫＭ）製のＯリングを、それぞれ用いることができる。
【００６９】
次に、本実施の形態の圧力検出装置５による圧力検出動作について説明する。
内燃機関１の作動時には、センサ部１００のダイアフラムヘッド４０の内側部４２に、燃焼室Ｃ内で発生した燃焼圧が付与される。そして、ダイアフラムヘッド４０に付与された燃焼圧が、第１の電極部５０と第２の電極部５５とによって挟まれた圧電素子１０に作用することにより、この圧電素子１０に燃焼圧に応じた電荷が生じる。圧電素子１０に生じた電荷は、第２の電極部５５、コイルスプリング７０および伝導部材２２を介して回路基板部２１に付与される。回路基板部２１に付与された電荷は、回路基板部２１にて増幅処理がなされた後、その電荷に応じた電圧が、回路基板部２１に接続された第３の接続ピン２１ｃ、伝送ケーブル８を介して制御装置６に供給される。
【００７０】
ここで、本実施の形態の圧力検出装置５は、図１に示すように、例えば内燃機関１のシリンダヘッド４に装着されて用いられるものである。このような内燃機関１では、燃焼室Ｃ内に設けられたピストン３等の動作によって振動が生じる場合がある。また、このような内燃機関１では、燃焼室Ｃ内でノッキング等の異常な燃焼が発生した場合に、通常の燃焼時と比較して大きな振動が生じるおそれがある。そして燃焼室Ｃ内で生じた振動が、圧力検出装置５に対して伝わり、圧力検出装置５の伝導部材２２が振動した場合には、伝導部材２２の断線や伝導部材２２とコイルスプリング７０またはプリント配線基板２１０との接続部における接触不良等の不具合が生じる恐れがある。
【００７１】
本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１は、第２の円筒部２４２に設けられた４個の第１凸部２５１および第４の円筒部２４４に設けられた４個の第２凸部２５２の、それぞれが第２のハウジング３２を内側から押圧することで、第２のハウジング３２に対してしまりばめで嵌合（圧入）され、支持されている。したがって、燃焼室Ｃで振動が生じた場合であっても、本構成を有さない場合と比較して、伝導部材被覆部２３１が、第２のハウジング３２内で移動するのが抑制され、振動が抑制される。これにより、伝導部材被覆部２３１が振動するのに伴って伝導部材２２が振動するのが抑制され、伝導部材２２の振動に起因して伝導部材２２の断線や伝導部材２２の接続部における接触不良が発生するのを抑制することが可能になる。
【００７２】
また、本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１の先端側に位置する第２の円筒部２４２に４個の第１凸部２５１が設けられ、後端側に位置する第４の円筒部２４４に４個の第２凸部２５２が設けられている。そして、この４個の第１凸部２５１および４個の第２凸部２５２が第２のハウジング３２に当接することで、伝導部材被覆部２３１を支持している。すなわち、本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１を、伝導部材被覆部２３１における先端側および後端側の両端で支持している。これにより、例えば伝導部材被覆部２３１を先端側または後端側の一端のみで支持する場合と比較して、伝導部材被覆部２３１および伝導部材被覆部２３１により被覆される伝導部材２２が、第２のハウジング３２内で振動するのをより抑制できる。そして、本構成を有さない場合と比較して、伝導部材２２の振動に起因して伝導部材２２の断線や伝導部材２２の接続部における接触不良等が発生するのをより抑制することが可能になる。
【００７３】
続いて、本発明の他の実施の形態について説明する。
図９および図１０は、他の実施の形態に係る信号処理部２００における先端部の構造の一例を示した図である。
【００７４】
本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１の先端側に位置する第２の円筒部２４２の外周面に第１凸部２５１を４個設け、また、伝導部材被覆部２３１の後端側に位置する第４の円筒部２４４の外周面に第２凸部２５２を４個設けた。しかし、第１凸部２５１および第２凸部２５２の数は、４個ずつに限られない。
例えば、図９（ａ）に示すように、第１凸部２５１および第２凸部２５２をそれぞれ３個ずつ設けても良い。また、第１凸部２５１および第２凸部２５２の数はこれに限られず、複数であれば、それぞれ２個ずつでも良いし、５個以上ずつでも良い。
【００７５】
また、本実施の形態では、４個の第１凸部２５１と４個の第２凸部２５２とを、中心線方向に沿って見た場合に互いに重なり合う位置に、それぞれ設けた。しかし、第１凸部２５１と第２凸部２５２とは、中心線方向に沿って見た場合に必ずしも重なり合う必要はない。
例えば、図９（ｂ）に示すように、４個の第１凸部２５１を第２の円筒部２４２の外周面に周方向に９０度間隔で並べて設けるとともに、４個の第２凸部２５２を、第４の円筒部２４４の外周面に周方向に９０度間隔で並ぶとともに、中心線方向から見て第１凸部２５１から周方向に４５度ずらして設けても良い。なお、第１凸部２５１と第２凸部２５２とを中心線方向から見てずらす角度は、４５度に限られない。
【００７６】
さらに、本実施の形態では、第２の円筒部２４２に第１凸部２５１を４個設けるとともに、第４の円筒部２４４に第２凸部２５２を第１凸部２５１と同数の４個設けた。しかし、第１凸部２５１の数と、第２凸部２５２の数とが必ずしも同じである必要はない。
例えば、図９（ｃ）に示すように、第２の円筒部２４２に第１凸部２５１を３つ設けるとともに、第４の円筒部２４４に第２凸部２５２を４個設けても良い。この場合、図９（ｃ）に示すように、第１凸部２５１と第２凸部２５２とを中心線方向から見て一部が重なるように設けても良いし、第１凸部２５１と第２凸部２５２とが中心線方向からみて重ならないように設けても良い。なお、第１凸部２５１および第２凸部２５２を設ける数はこれに限られない。
【００７７】
また、本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１の先端側に位置する第２の円筒部２４２の先端に第１凸部２５１を設け、伝導部材被覆部２３１の後端側に位置する第４の円筒部２４４に第２凸部２５２を設けた。しかし、凸部２５０（図３参照）を設ける位置は、第２の円筒部２４２および第４の円筒部２４４の２か所に限られない。複数の凸部２５０を第２の円筒部２４２および第４の円筒部２４４以外の部分に設けてもよく、また、複数の凸部２５０を伝導部材被覆部２３１において中心線方向に沿って３か所以上に設けても良い。
例えば、図９（ｄ）に示すように、第２の円筒部２４２の先端に第１凸部２５１を設け、第４の円筒部２４４に第２凸部２５２を設けるとともに、第２の円筒部２４２の後端に更に他の凸部２５３を設けることができる。
ただし、凸部２５０を伝導部材被覆部２３１の中心線方向に沿って３か所以上設ける場合、凸部２５０の数が多すぎると凸部２５０と第２のハウジング３２の孔３２０を形成する周囲の壁との摩擦が大きくなり、信号処理部２００を第２のハウジング３２に挿入しにくくなる恐れがある。したがって、凸部２５０は、伝導部材被覆部２３１の先端側と後端側との２か所に設けることがより好ましい。
【００７８】
さらに、本実施の形態では、４個の第１凸部２５１を第２の円筒部２４２における外周面の周方向に９０度間隔で設けるとともに、４個の第２凸部２５２を第４の円筒部２４４における外周面の周方向に９０度間隔で設けた。
しかし、４個の第１凸部２５１および４個の第２凸部２５２は、必ずしも９０度間隔で設ける必要はない。例えば、図１０（ａ）に示すように、隣接する第１凸部２５１同士および隣接する第２凸部２５２同士の間隔が９０度よりも小さくてもよいし、９０度よりも大きくても良い。
ただし、伝導部材被覆部２３１に収容される伝導部材２２を、第２のハウジング３２の孔３２０における中心線に沿って支持するためには、複数の第１凸部２５１は、第２の円筒部２４２の中心線を対称軸として互いに対称に設けられることが好ましい。例えば、第１凸部２５１が４個の場合は、９０度間隔で設けることが好ましい。同様に、複数の第２凸部２５２は、第４の円筒部２４４の中心線を対称軸として互いに対称に設けられることが好ましく、第２凸部２５２が４個の場合は、９０度間隔で設けることが好ましい。
【００７９】
また、本実施の形態では、第１凸部２５１および第２凸部２５２を、それぞれ、中心線方向に沿うように設けた。しかし、図１０（ｂ）に示すように、第１凸部２５１および第２凸部２５２は、中心線方向に対して傾斜して設けても良い。
なおこの場合、信号処理部２００を第２のハウジング３２内に挿入する際には、信号処理部２００を、第１凸部２５１および第２凸部２５２が中心線方向に対して傾斜する向きに回転させながら挿入することが好ましい。これにより、挿入時において、第２のハウジング３２の孔３２０を形成する周囲の壁と第１凸部２５１および第２凸部２５２との間に生じる摩擦力を低減させることができる。
【００８０】
さらに、本実施の形態では、４個の第１凸部２５１を、第２の円筒部２４２の中心線方向における同一位置において、第２の円筒部２４２の周方向に間隔を隔てて並ぶように設けた。同様に、４個の第２凸部２５２を、第４の円筒部２４４の中心線方向における同一位置において、第４の円筒部２４４の周方向に間隔を隔てて並ぶように設けた。
しかし、例えば図１０（ｃ）に示すように、複数の凸部２５０を、伝導部材被覆部２３１の中心線方向にずらして設けることで、複数の凸部２５０が、伝導部材被覆部２３１の周方向に互いに重ならないようにしてもよい。ただしこの場合、中心線方向から見た場合に、複数の凸部２５０が突出する方向がそれぞれ異なるように、複数の凸部２５０を設けるほうが好ましい。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、第２の円筒部２４２に第１凸部２５１を設けるとともに、第４の円筒部２４４に第２凸部２５２を設けることで、凸部２５０を伝導部材被覆部２３１において前端側と後端側とに分断して設けた。
しかし、例えば図１０（ｄ）に示すように、複数の凸部２５０を伝導部材被覆部２３１の前端側から後端側に亘って、一体的に設けても良い。
【００８２】
また、本実施の形態では、伝導部材被覆部２３１に、第１の円筒部２４１、第２の円筒部２４２、第３の円筒部２４３および第４の円筒部２４４を並べて設けることで、先端側から後端側にかけて段階的に外径が異なるように構成した。しかし、例えば、伝導部材被覆部２３１を、先端側から後端側にかけて、外径が連続的に変化するように構成してもよい。なお、この場合、伝導部材被覆部２３１の全体を、外径が連続的に変化するように構成してもよいし、図１０（ｄ）に示すように、伝導部材被覆部２３１の中心線方向における一部分を、外径が連続的に変化するように構成しても良い。
【００８３】
また、本実施の形態では、第１凸部２５１はテーパ部２５１ａと平坦部２５１ｂとを有していたが、第１凸部２５１は必ずしもテーパ部２５１ａを有する必要はない。第１凸部２５１の形状としては、第２のハウジング３２の第２の円柱孔３２２を形成する壁に当接して第２の円筒部２４２を支持することができれば、あらゆる形状を採用することができる。
同様に、第２凸部２５２は必ずしもテーパ部２５２ａを有する必要はなく、第２凸部２５２の形状としては、第４の円柱孔３２４を形成する壁に当接して第４の円筒部２４４を支持することができれば、あらゆる形状を採用することができる。
【００８４】
なお、図９および図１０に示す伝導部材被覆部２３１の形態は一例であり、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。例えば、図９（ａ）〜（ｄ）、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す各形態を任意に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…ピストン、４…シリンダヘッド、５…圧力検出装置、６…制御装置、７…シール部材、８…伝送ケーブル、１０…圧電素子、２１…回路基板部、２２…伝導部材、２３…覆い部材、２３１…伝導部材被覆部、２５１…第１凸部、２５２…第２凸部、２６…Ｏリング、３０…ハウジング、４０…ダイアフラムヘッド、５０…第１の電極部、５５…第２の電極部、６０…絶縁リング、６５…支持部材、７０…コイルスプリング、７１…第１のシール部材、７２…第２のシール部材、１００…センサ部、２００…信号処理部、３００…保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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