(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と、当該燃焼室を構成する壁面に形成されて当該燃焼室に通じるとともに奧側の径に比べて手前側の径が広い開口と、を有する内燃機関と、
前記内燃機関の前記開口に挿入可能な筒状であり当該開口の前記奧側の径に応じて挿入方向の先端側が細く当該開口の前記手前側の径に応じて後端側が太く当該先端側と当該後端側との間に肩部を有するハウジングと、当該ハウジングの挿入方向の先端側に設けられるダイアフラムと、当該ハウジング内であって当該ダイアフラムの後方に配置され当該ダイアフラムを介して作用する圧力を検出する検出部材と、を有する燃焼圧検出装置と、
リング状であって、断面を開口形状とする開口部を有し、前記燃焼圧検出装置の前記ハウジングの前記肩部にて前記内燃機関の前記開口と当該ハウジングとをシールするシール部材と、を備え、
前記ハウジングは、前記シール部材が嵌り込む段差部を有し、
前記シール部材は、当該シール部材の前記開口部の開口縁部が前記段差部に係止することで前記ハウジングに保持されることを特徴とする燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【請求項２】
前記シール部材は、当該シール部材の前記開口部が前記燃焼室に向けて開かれた状態にあることを特徴とする請求項１に記載の燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【請求項３】
前記燃焼圧検出装置の前記検出部材は、前記ハウジングにおける前記燃焼室と対向する側の端部に設けられ、
前記ハウジングの前記肩部は、前記挿入方向における前記検出部材の位置に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【請求項４】
前記ハウジングの前記肩部は、前記先端側から前記後端側に向かうに従って次第に径が大きくなるテーパ部であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【請求項５】
前記内燃機関の前記開口の外側にて、前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該ハウジングと前記燃焼室との間をシールする外側シール部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【請求項６】
前記シール部材は、断面が馬蹄形状を有し、前記内燃機関の前記開口の内壁および前記ハウジングの前記テーパ部に沿って設けられることを特徴とする請求項４に記載の燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼圧検出装置付き内燃機関および燃焼圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃焼室内の圧力を検出する燃焼圧検出装置が取り付けられた内燃機関が知られている。このような内燃機関では、燃焼室における燃焼圧検出装置の取付け部において燃焼ガスが漏れ出すのを抑制したり、燃焼圧検出装置への燃焼ガスの流入などを防止したりする必要がある。
例えば、特許文献１に記載される燃焼圧検出装置は、筒状に形成された本体の前端部にダイアフラムを備え、そのダイアフラムの後方に配置された圧電素子からなるセンサ部により、ダイアフラムを介して作用する燃焼室内の燃焼圧を検知可能に、燃焼室壁に設けられた挿入孔に挿入されて設けられる燃焼圧センサにおいて、本体の前端部に、径方向に突出するガスシール部を備え、そのガスシール部が、挿入孔の内壁面と径方向に対向して圧接可能に構成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９１０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、燃焼圧検出装置では、燃焼圧検出装置を取り付ける内燃機関との間の隙間から流入する燃焼ガスによって外側の部材の温度が急激に上昇する。一方で、燃焼圧検出装置の内側の部材の温度は、外側の温度に比べると直ぐには上昇し難い。その結果として、装置内外の温度差に起因する内外の部材の膨張差が生じ、その膨張差によって圧力を検出する検出部に作用する荷重に影響が及ぶ。
例えば、内側の部材に対して相対的に外側の部材が延びることで、検出部に圧力を加えるべき部材が引っ張られた状態となって検出部との間に隙間が生じる。この場合、本来であれば検出部に荷重がかかり所定の圧力が検出されるべき状態であるにも関わらず、検出部にて検出される圧力が小さくなったり圧力が検出されなかったりという検出誤差が発生するおそれがある。このような検出誤差の発生を抑制するには、内燃機関と燃焼圧検出装置との間の隙間への燃焼ガスの流入を抑制することが有効である。
【０００５】
本発明は、内燃機関と内燃機関に取り付ける燃焼圧検出装置との隙間への燃焼ガスの流入をより確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、燃焼室と、燃焼室を構成する壁面に形成されて燃焼室に通じるとともに奧側の径に比べて手前側の径が広い開口と、を有する内燃機関と、内燃機関の開口に挿入可能な筒状であり開口の奧側の径に応じて挿入方向の先端側が細く開口の手前側の径に応じて後端側が太く先端側と後端側との間に肩部を有するハウジングと、ハウジングの挿入方向の先端側に設けられるダイアフラムと、ハウジング内であってダイアフラムの後方に配置されダイアフラムを介して作用する圧力を検出する検出部材と、を有する燃焼圧検出装置と、リング状であって、断面を開口形状とする開口部を有し、燃焼圧検出装置のハウジングの肩部にて内燃機関の開口とハウジングとをシールするシール部材と、を備え、ハウジングは、シール部材が嵌り込む段差部を有し、シール部材は、シール部材の開口部の開口縁部が段差部に係止することでハウジングに保持されることを特徴とする燃焼圧検出装置付き内燃機関である。
【０００７】
ここで、シール部材は、シール部材の開口部が燃焼室に向けて開かれた状態にあることを特徴とすることができる。
そして、燃焼圧検出装置の検出部材は、ハウジングにおける燃焼室と対向する側の端部に設けられ、ハウジングの肩部は、挿入方向における検出部材の位置に形成されることを特徴とすれば、検出部材を燃焼室側に配置することにより圧力検出の精度向上を図りつつ、熱膨張に伴う検出誤差の発生を抑制することが可能になる点で好ましい。
また、ハウジングの肩部は、先端側から後端側に向かうに従って次第に径が大きくなるテーパ部であることを特徴とすれば、燃焼ガスを開口部内により導き入れ易くすることができる点で好ましい。
【０００８】
さらに、内燃機関の開口の外側にて、ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられてハウジングと燃焼室との間をシールする外側シール部材をさらに備えることを特徴とすることができる。
そして、シール部材は、断面が馬蹄形状を有し、内燃機関の開口の内壁およびハウジングのテーパ部に沿って設けられることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関と内燃機関に取り付ける燃焼圧検出装置との隙間への燃焼ガスの流入をより確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る内燃機関の概略構成図である。
【図２】図１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のIV−IV部の断面図である。
【図５】図４のＶ部の拡大図である。
【図６】実施形態１の第２シール部材を説明するための図である。
【図７】実施形態２に係る内燃機関を説明するための図である。
【図８】実施形態３に係る内燃機関を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施形態１）
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。
図２は、図１のII部の拡大図である。
内燃機関１は、図１に示すように、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。
【００１２】
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開口の一例としての連通孔４ａが形成されている。本実施形態の連通孔４ａの断面は、円形状をしている。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。
【００１３】
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のIV−IV部の断面図である。図５は、図４のＶ部の拡大図である。
図３に示すように、燃焼圧検出装置の一例としての圧力検出装置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。
【００１４】
先ずは、センサ部１００について説明する。
図４に示すように、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。
なお、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、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。
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電極部５０と、圧電素子１０に対して第１電極部５０とは反対側に配置された第２電極部５５と、を備えている。
【００１５】
また、図５に示すように、センサ部１００は、第２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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。圧電体としては、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。
【００１８】
また、圧電素子１０を、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よい。このようにすることで、燃焼圧に応じて発生する電荷を効率的に集めて検出の感度を上げることができる。また、圧電体を複数枚積層して一体のブロック状とすることによって、内燃機関１の燃焼室Ｃ内に発生する大きな燃焼圧に対する耐力が増す。なお、薄板状に形成した圧電体を積層して形成すると、外見上は端面が平坦面となる直方体状になる。
【００１９】
ハウジング３０は、図４に示すように、先端側に設けられた第１ハウジング３１と、後端側に設けられた第２ハウジング３２と、を有する。
第１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。孔３１０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１孔３１１と、第１孔３１１の孔径よりも大きな孔径の第２孔３１２と、から構成される。
【００２０】
また、第１ハウジング３１は、外部に、ダイアフラムヘッド４０を取り付ける部分を形成する端面３１ａと、外周面を構成する側面３１ｂと、周方向の全域にわたって側面３１ｂから突出して設けられる突出部３１５とを備えている。突出部３１５は、先端側に、先端側から後端側に向けて次第に外径が大きくなるテーパ状に形成された肩部の一例としての傾斜面３１５ａと、後端部に、中心線方向に垂直な垂直面３１５ｂとを有している。さらに、本実施形態では、側面３１ｂの傾斜面３１５ａ側には、周方向の全域に亘って形成される溝である段差部３１ｂｔが形成される。
【００２１】
傾斜面３１５ａは、シリンダヘッド４との間に後述の第２シール部材７２を間に挟んでシール（密閉）部分を形成する。具体的には、圧力検出装置５がシリンダヘッド４に装着された状態にて、傾斜面３１５ａとシリンダヘッド４の傾斜部４ｃとの間に第２シール部材７２を間に挟み込める間隔を形成する。そして、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間にて、傾斜面３１５ａおよび側面３１ｂと、傾斜部４ｃおよび第２孔部４ｄの内壁とによって、第２シール部材７２を配置する空間である保持部Ｈを形成する（後述の図６（ｃ）参照）。本実施形態の保持部Ｈの断面は、傾斜部４ｃと傾斜面３１５ａとを備えて構成されるため菱形状に形成される。
また、本実施形態の保持部Ｈは、圧力検出装置５の中心軸方向において圧電素子１０が設けられる位置（横）に設けられている（後述の図６（ｃ）参照）。
【００２２】
垂直面３１５ｂは、図５に示すように、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２との接触する部分を形成する。具体的には、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とを接続させる際に、第１ハウジング３１の垂直面３１５ｂは、第２ハウジング３２の先端部に形成される垂直な面に対応している。そして、第１ハウジング３１の垂直面３１５ｂは、第２ハウジング３２の先端部と密着することで両者が接続する。
【００２３】
段差部３１ｂｔは、圧力検出装置５に後述の第２シール部材７２を取り付けた際に、後述の第２シール部材７２が外れないように保持する部分を形成する。具体的には、後述の第２シール部材７２の一部が、段差部３１ｂｔに嵌り込む。そして、本実施形態では、予め段差部３１ｂｔに第２シール部材７２を取り付けることによって、内燃機関１の動作時に第２シール部材７２をずれにくくしたり、圧力検出装置５をシリンダヘッド４の連通孔４ａに着脱する際の作業性を向上させたりしている。
【００２４】
第２ハウジング３２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孔３２１と、第１孔３２１の孔径よりも小さな孔径の第２孔３２２と、第２孔３２２の孔径よりも大きな孔径の第３孔３２３と、第３孔３２３の孔径よりも大きな孔径の第４孔３２４と、第４孔３２４の孔径よりも大きな孔径の第５孔３２５と、から構成される。
第２ハウジング３２における先端部は、第１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孔３２１の孔径は、第１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。
【００２５】
外周面３３０は、先端側から後端側にかけて、第１外周面３３１と、第１外周面３３１の外径よりも大きな外径の第２外周面３３２と、第２外周面３３２の外径よりも大きな外径の第３外周面３３３と、第３外周面３３３の外径よりも大きな外径の第４外周面３３４と、第４外周面３３４の外径よりも小さな外径の第５外周面３３５と、から構成される。第２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外周面３３３には、後述する第１シール部材７１がすきまばめで嵌め込まれ、第３外周面３３３の外径と第１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。
【００２６】
また、第２ハウジング３２は、第４孔３２４から第５孔３２５への移行部分であり、第５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。
【００２７】
第１ハウジング３１および第２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い。
【００２８】
図５に示すように、ダイアフラムヘッド４０は、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。
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。
【００２９】
第１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円柱部５１と、第１円柱部５１の外径よりも大きな外径の第２円柱部５２と、から構成される。第１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円柱部５２の外径は第１ハウジング３１の第１孔３１１の孔径と略同じである。そして、第１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に接触するように配置される。第２円柱部５２の外周面が第１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平行（中心線方向に直交）かつ平滑面に形成されている。
第１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。
【００３０】
第２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、一方の端部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電極部５５は、第１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側の端面は、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とともに平行かつ平滑面に形成されている。第２電極部５５の外径は第１ハウジング３１の第２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電極部５５の外周面と第１ハウジング３１の内周面との間には隙間がある。
第２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。
【００３１】
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ハウジング３１の第２孔３１２の孔径と略同じに設定されている。第２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、中心位置と第１ハウジング３１の第２孔３１２の中心とが同じになるように配置される。
【００３２】
支持部材６５は、先端側から後端側にかけて、内部に、径が異なる複数の円柱状の孔６５０が形成され、外周面が同一の、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孔６５１と、第１孔６５１の孔径よりも大きな孔径の第２孔６５２と、第２孔６５２の孔径よりも大きな孔径の第３孔６５３と、から構成される。第１孔６５１の孔径は、第２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孔６５３の孔径は、後述する信号処理部２００の覆い部材２３の端部の外径よりも小さく、この覆い部材２３が第３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。
【００３３】
コイルスプリング７０は、内径が、第２電極部５５の突出部５５ａの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。
【００３４】
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２４と、を備えている。
【００３５】
回路基板部２１は、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接続ピン２１ａと、接地用および位置決め用の第２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。
【００３６】
図３に示すように、伝導部材２２は、棒状（円柱状）の部材であり、先端部には、第２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、真鍮およ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。
【００３７】
覆い部材２３は、伝導部材２２の外周を覆う伝導部材被覆部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。
【００３８】
図４に示すように、伝導部材被覆部２３１は、中心線方向には、伝導部材２２における先端部を露出するように覆っており、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２４０が設けられている。外周面２４０は、先端側から後端側にかけて、第１外周面２４１と、第１外周面２４１の外径よりも大きな外径の第２外周面２４２と、第２外周面２４２の外径よりも大きな外径の第３外周面２４３と、第３外周面２４３の外径よりも大きな外径の第４外周面２４４と、から構成される。
【００３９】
第１外周面２４１の径は、支持部材６５の第３孔６５３の孔径よりも大きく、伝導部材被覆部２３１における先端部が、支持部材６５の第３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。
第２外周面２４２の径は、第２ハウジング３２の第２孔３２２の孔径よりも小さく形成され、第３外周面２４３の径は、第２ハウジング３２の第３孔３２３の孔径よりも小さく形成されている。また、第４外周面２４４の径は、第２ハウジング３２の第４孔３２４の孔径よりも大きく、伝導部材被覆部２３１における後端部が、第２ハウジング３２の第４孔３２４を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合（圧入）される。これらにより、伝導部材被覆部２３１は、少なくとも中心線方向の両端部が、それぞれ支持部材６５、第２ハウジング３２に接触することで支持されているので、劣悪な振動環境であっても、伝導部材２２に与える悪影響を抑制することができ、振動に起因して伝導部材２２の接続部の断線や接触不良等を回避することが可能になっている。
【００４０】
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設置部を密封するためのＯリング２４用のリング溝２３２ｂが形成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
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接続ピン２１ａ、第２接続ピン２１ｂおよび３つの第３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接続ピン２１ａ、第２接続ピン２１ｂおよび３つの第３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。
【００４３】
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接続ピン２１ａ、第２接続ピン２１ｂおよび３つの第３接続ピン２１ｃの先端を通し、半田付けする。その後、第１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２４を装着する。Ｏリング２４は、フッ素系ゴムからなる周知のＯ状のリングである。
【００４４】
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３参照）、後端部に内周面から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ハウジング３２に装着された後、外部から、第５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。
【００４５】
以上のように構成された圧力検出装置５は、以下に示すように組み立てられる。
先ず、図５に示すように、第１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ハウジング３１とダイアフラムヘッド４０とを溶接する。
【００４６】
その後、第１ハウジング３１における後端側の開口部から、第１電極部５０および圧電素子１０を挿入する。その後、第２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ハウジング３１における後端側の開口部から挿入する。
【００４７】
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。
なお、本実施形態が適用される圧力検出装置５では、予荷重が作用した状態を圧力検出の基準となる零の状態としている。
【００４８】
その後、第１ハウジング３１の突出部３１５の垂直面３１５ｂと第２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ハウジング３１と第２ハウジング３２とを嵌合（圧入）する。その後、第１ハウジング３１の垂直面３１５ｂと第２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ハウジング３１と第２ハウジング３２とを溶接する。
【００４９】
その後、図３に示すように、信号処理部２００の覆い部材２３の基板被覆部２３２における先端側の端面が第２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ハウジング３２における後端側の開口部から挿入する。その際、図４に示すように、信号処理部２００の伝導部材２２の挿入孔２２ａに、第２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接続ピン２１ｂが入り込むように、信号処理部２００を挿入する。
【００５０】
その後、図４に示すように、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。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ハウジング３２の第５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。
【００５１】
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。
【００５２】
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電極部５５と電気的に接続され、第２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電極部５５の突出部５５ａの外径は支持部材６５の第１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孔６５２の孔径よりも小さい。つまり、第２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。
【００５３】
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。
【００５４】
そして、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に燃焼圧が付与する。ダイアフラムヘッド４０に付与された燃焼圧が、第１電極部５０と第２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。そして、圧電素子１０に生じた電荷は、第２電極部５５、コイルスプリング７０、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。
【００５５】
次に、シール部７について説明する。
シール部７は、図２に示すように、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圧力検出装置５締め付け方向の端面４ｆと、圧力検出装置５のハウジング３０の第４外周面３３４が設けられた円柱状の部位の先端側の端面３３４ａとの間に配置され、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第１シール部材７１を有している。
また、第１ハウジング３１の段差部３１ｂｔおよび傾斜面３１５ａと、連通孔４ａの端面４ｆおよび傾斜部４ｃとによって形成される保持部Ｈに配置され（後述の図６（ｃ）参照）、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第２シール部材７２を有している。
【００５６】
第１シール部材７１は、銅、ステンレス、アルミなどの金属板を打ち抜いて成形されたメタルガスケットであることを例示することができる。断面形状はＳ字状、または略矩形に形成されているとよい。第１シール部材７１は、圧力検出装置５がシリンダヘッド４に締め付けられる際に、締め付け方向の力を受けて、締め付け方向の長さが短くなるように変形し、燃焼室Ｃ内の気密性を高める。すなわち、圧力検出装置５がシリンダヘッド４にねじ込まれることで、第１シール部材７１とシリンダヘッド４との間に生じる接触圧力、および第１シール部材７１と圧力検出装置５のハウジング３０との間に生じる接触圧力が高まる。これにより、第１シール部材７１とシリンダヘッド４との間、および第１シール部材７１と圧力検出装置５のハウジング３０との間から燃焼ガスが漏れることが抑制される。
【００５７】
図６は、実施形態１の第２シール部材７２を説明するための図である。
図６（ａ）は第２シール部材７２の全体図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すVIｂ−VIｂ断面を示し、図６（ｃ）は第２シール部材７２が圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に設けられた状態を示す。
第２シール部材７２は、シリンダヘッド４の内壁と圧力検出装置５のハウジング３０の外壁との隙間への燃焼ガスの流入を抑制する部材である。第２シール部材７２は、図６（ｃ）に示すように保持部Ｈに配置される。本実施形態の保持部Ｈは、ハウジング３０中心軸方向における圧電素子１０の位置（横）に形成される。従って、第２シール部材７２は、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間の隙間における圧電素子１０が設けられる位置よりも中心軸方向の後端側への燃焼ガスの流入を抑制する。
【００５８】
第２シール部材７２は、図６（ａ）に示すように、環状（リング状）の部材であって内側が中空に形成されている。さらに、第２シール部材７２は、中心軸方向の一端側に全周に亘って形成される環状の切り込みである開口部７２ｔを有している。
そして、第２シール部材７２の内径は、取り付ける前の状態にて内径が圧力検出装置５の第１ハウジング３１の側面３１ｂの外径（本実施形態では段差部３１ｂｔの外径）よりも若干小さく設定されている。また、第２シール部材７２の外径は、シリンダヘッド４の連通孔４ａにおける第２孔部４ｄの内径よりも若干大きく設定されている。
第２シール部材７２が内燃機関１に取り付けられた際には、第２シール部材７２の内周部が第１ハウジング３１の外周に密着し、外周部が第２孔部４ｄの内周に密着する。
【００５９】
また、第２シール部材７２の断面は、図６（ｂ）に示すように、開口部７２ｔが設けられることで開口形状を有している。開口部７２ｔは、図６（ｂ）に示すように、中心軸方向の一端部に設けられている。また、開口部７２ｔは、開口部７２ｔが中心軸に対して斜めに向くように形成している。本実施形態では、保持部Ｈにおいて、中心軸側かつ燃焼室Ｃ側に、側面３１ｂと第１孔部４ｂとの間の隙間Ｎが位置する。そこで、開口部７２ｔが隙間Ｎの方を向くように、開口部７２ｔは中心軸に対して斜めに向いている。
さらに、第２シール部材７２の断面は、中心軸方向に切断した場合において馬蹄形状を有している。図６（ｃ）に示すように、第２シール部材７２が配置される保持部Ｈは菱形形状をしている。そして、本実施形態では、保持部Ｈの断面形状に倣うように第２シール部材７２を馬蹄形状に形成し、保持部Ｈに対する密着性を高めている。
【００６０】
そして、第２シール部材７２は、第１ハウジング３１に取り付ける際や、開口部７２ｔから内側へと燃焼ガスが入り込んだ際に、変形可能な程度に材料の厚みが設定されている。また、第２シール部材７２を変形可能に構成することで、圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着する際に、例えば中心軸方向の寸法誤差を第２シール部材７２が吸収することが可能になる。
なお、本実施形態の第２シール部材７２の材料には、銅、ステンレス、アルミなどの金属を用いることができる。その他、本実施形態の第２シール部材７２の材料には、テフロン（登録商標）などを用いることができる。
【００６１】
そして、図６（ｃ）に示すように、シリンダヘッド４に圧力検出装置５を装着した状態にて、第２シール部材７２は保持部Ｈに配置される。また、本実施形態では、第２シール部材７２は、内周側の一部が段差部３１ｂｔに嵌め込まれるようにして、第１ハウジング３１に保持される。そして、第２シール部材７２は、燃焼室Ｃへと延びる隙間Ｎに開口部７２ｔが向く。従って、第２シール部材７２は、開口部７２ｔが燃焼室Ｃに向けて開いた状態で設けられる。
【００６２】
続いて、内燃機関１における圧力検出装置５のセンサ部１００の動作を説明する。
以上のように構成される内燃機関１において、例えば燃焼圧が生じていないときなど燃焼室Ｃの圧力が大気圧程度であって無視できるほど小さい圧力状態（初期の状態）において、ダイアフラムヘッド４０はほとんど変形しない。そして、この状態では、圧電素子１０に対しては、大気圧に相当する荷重および、圧力検出装置５を組み立てる際に掛けられた予荷重が作用した状態になっている。なお、本実施形態では、この予荷重のみが作用する状態を圧力が零の状態となる。
【００６３】
そして、例えば内燃機関１において、燃焼室Ｃに燃料および空気が送り込まれた後、点火プラグによって点火が行われることで燃焼室Ｃに燃焼圧が発生する。そして、ダイアフラムヘッド４０を介して圧力を受けることによって、第１電極部５０は、圧電素子１０に中心線方向の荷重をかける。そして、圧電素子１０は、第１電極部５０から圧縮力を受けることで圧縮変形する。そして、圧電素子１０が圧縮変形することで発生した電荷は、電気信号として信号処理部２００に伝達する。
【００６４】
ここで、燃焼室Ｃにおける燃焼によって生じる燃焼ガスは、図６（ｂ）に示すように、隙間Ｎへと進入する。そして、隙間Ｎへと進入した燃焼ガスは、第２シール部材７２に到達する。そして、第２シール部材７２の開口部７２ｔの内側へと入り込むことで、第２シール部材７２が膨張する。そして、第２シール部材７２の外周部は、第１ハウジング３１の側面３１ｂ（段差部３１ｂｔ）および傾斜面３１５ａと、シリンダヘッド４の第２孔部４ｄおよび傾斜部４ｃとに密着する。
【００６５】
本実施形態では、第２シール部材７２は、保持部Ｈを構成する第１ハウジング３１の傾斜面３１５ａに接するように取り付けている。これによって、燃焼ガスによって圧力検出装置５の中心軸方向の先端側から後端側に向けて軸方向に第２シール部材７２が押し込まれる場合に、その軸方向に面成分を有する傾斜面３１５ａによって第２シール部材７２を保持することができる。第２シール部材７２は、中心軸方向の後端側に押し込まれるほど、傾斜面３１５ａからの抗力によって密着度がさらに増す。そして、第２シール部材７２より後端側の隙間への燃焼ガスの流入を抑制することができる。
【００６６】
また、第１ハウジング３１の傾斜面３１５ａは、先端側から後端側に向かう従って次第に外径が大きくなるテーパ状になっている。これによって、第２シール部材７２の開口部７２ｔを隙間Ｎに向けて配置しやすく構成できる。従って、例えば圧力検出装置５の中心軸方向に対して直交する方向に第２シール部材７２の開口部７２ｔを向ける場合と比較して、圧力検出装置５の中心軸方向に流れる燃焼ガスを開口部７２ｔの内側へと導き入れ易くすることができる。
【００６７】
内燃機関１が燃焼を開始した直後など、圧力検出装置５の温度が低い状態にて燃焼ガスに晒されると、圧力検出装置５は、外側のハウジング３０の温度が急激に上昇する。そして、圧力検出装置５の燃焼室Ｃに近い先端側においては、温度上昇に伴ってハウジング３０の内外の温度が短時間に上昇し易い。従って、圧力検出装置５の燃焼室Ｃに近い先端側においては、外側のハウジング３０の熱膨張とハウジング３０の内側の部材との熱膨張差は生じ難くい。
一方で、圧力検出装置５の先端側（燃焼室Ｃ側）から遠い側においては、ハウジング３０の内側の部材の温度が上昇し難い。従って、圧力検出装置５の燃焼室Ｃから遠い側においては、外側のハウジング３０の熱膨張とハウジング３０の内側の部材との熱膨張差が大きくなりやすい。その結果、内側の部材の熱膨張量が小さく、外側のハウジング３０が熱膨張量が相対的に大きくなることで、例えば圧電素子１０と第２電極部５５との間に隙間が発生する可能性がある。そうすると、圧力検出装置５において、実際の圧力を正確に検出できない状態が発生して検出誤差が生じる畏れがある。
【００６８】
これに対して、本実施形態が適用される内燃機関１では、第２シール部材７２よりも後端側の隙間への燃焼ガスの流入を抑制することによって、圧力検出装置５の燃焼室Ｃから遠い側において、外側のハウジング３０のみに急激な温度上昇が生じないようにしている。これによって、本実施形態の内燃機関１では、熱膨張に起因する圧力検出の誤差の発生を低減している。
【００６９】
また、本実施形態が適用される圧力検出装置５では、圧電素子１０を圧力検出装置５の先端側に設け圧電素子１０を燃焼室Ｃ側に対してより近づけて配置することで、燃焼室Ｃの燃焼圧の検出精度を高めている。また、本実施形態では、圧電素子１０の付近（横）に保持部Ｈを形成し、その保持部Ｈに第２シール部材７２を設けている。そして、本実施形態では、圧電素子１０が設けられる位置よりも中心軸方向に後端側への燃焼ガスの流入を抑制している。このように、本実施形態の圧力検出装置５では、圧電素子１０を燃焼室Ｃに対してより近づけて配置し高い精度にて圧力の検出を行いつつ、ハウジング３０の熱膨張に起因する圧力検出の誤差の発生を抑制している。
【００７０】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係わる内燃機関１を説明するための図である。
なお、実施形態１に係る内燃機関１と同様なものについては、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図７（ａ）は第２シール部材３７２の全体図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すVIIｂ−VIIｂ断面を示し、図７（ｃ）は実施形態２の第２シール部材３７２が圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に設けられた状態を示す。
図７（ｃ）に示すように、実施形態２に係る内燃機関１では、圧力検出装置５の第１ハウジング３１における突出部３１５は、先端部に、中心線方向に垂直な肩部の一例としての第２垂直面３１５ｃと、後端部に、中心線方向に垂直な垂直面３１５ｂとを有している。
また、実施形態２のシリンダヘッド４の連通孔４ａは、燃焼室Ｃ側から、第１孔部４ｂと、第１孔部４ｂの孔径よりも孔径が大きい第２孔部４ｄと、第１孔部４ｂと第２孔部４ｄとの間に設けられ中心軸方向に垂直な段差を形成する段差部４ｅを有している。
そして、実施形態２の内燃機関１は、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第２シール部材３７２を有している。
【００７１】
実施形態２の内燃機関１では、図７（ｃ）に示すように、圧力検出装置５がシリンダヘッド４に装着された状態にて、圧力検出装置５の第２垂直面３１５ｃとシリンダヘッド４の段差部４ｅとの間に第２シール部材３７２を間に挟み込めるように距離が設けられる。そして、実施形態２の内燃機関１では、第２垂直面３１５ｃと側面３１ｂ（段差部３１ｂｔ）と、第２孔部４ｄおよび段差部４ｅとによって、実施形態２の第２シール部材３７２を保持する保持部Ｈを形成する。実施形態２においては、図７（ｃ）に示すように、保持部Ｈは断面が矩形状となる。
【００７２】
第２シール部材３７２は、シリンダヘッド４の内壁と圧力検出装置５のハウジング３０の外壁との隙間への燃焼ガスの流入を抑制する部材である。第２シール部材３７２は、図７（ｃ）に示すように保持部Ｈに配置される。本実施形態の保持部Ｈは、ハウジング３０中心軸方向における圧電素子１０の位置（横）に形成される。従って、第２シール部材３７２は、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間の隙間における圧電素子１０が設けられる位置よりも中心軸方向の後端側への燃焼ガスの流入を抑制する。
【００７３】
第２シール部材３７２は、図７（ａ）に示すように、環状の部材であって内側を中空に形成している。さらに、第２シール部材３７２は、中心軸方向の一端側に全周に亘って形成される環状の切り込みである開口部３７２ｔを有している。
第２シール部材３７２の内径は、取り付ける前の状態にて内径が圧力検出装置５の第１ハウジング３１の側面３１ｂの外径（本実施形態では段差部３１ｂｔの外径）よりも若干小さく設定されている。また、第２シール部材３７２の外径は、シリンダヘッド４の連通孔４ａにおける第２孔部４ｄの内径よりも若干大きく設定されている。そして、第２シール部材３７２が内燃機関１に取り付けられた際には、第２シール部材３７２の内周部が第１ハウジング３１の外周に密着し、外周部が第２孔部４ｄの内周に密着する。
【００７４】
また、第２シール部材３７２の断面は、図７（ｂ）に示すように、開口部３７２ｔが設けられることで開口形状を有している。開口部３７２ｔは、中心軸方向の一端部に設けられている。また、開口部３７２ｔは、図７（ｂ）に示すように、取り付けられた際に中心軸側かつ燃焼室Ｃ側に位置する隙間Ｎの方を向くように、中心軸に対して斜めに向けられている。
さらに、第２シール部材３７２の断面は、中心軸方向に切断した場合において円形状を有している。図７（ｃ）に示すように、第２シール部材３７２が配置される保持部Ｈは矩形状をしている。そして、本実施形態では、保持部Ｈの断面形状に倣うように第２シール部材３７２を円形状に形成し、保持部Ｈに対する密着性を高めている。
【００７５】
そして、第２シール部材３７２は、第１ハウジング３１に取り付ける際や、開口部３７２ｔから内側へと燃焼ガスが入り込んだ際に、変形可能な程度に材料の厚みに設定されている。
なお、本実施形態の第２シール部材３７２の材料には、銅、ステンレス、アルミなどの金属を用いることができる。その他、本実施形態の第２シール部材３７２の材料としては、テフロン（登録商標）などを用いることができる。
【００７６】
そして、図７（ｃ）に示すように、シリンダヘッド４に圧力検出装置５を装着した状態にて、第２シール部材３７２は保持部Ｈに配置される。また、本実施形態では、第２シール部材３７２は、第２シール部材３７２の内周部の一部が段差部３１ｂｔ嵌め込まれるようにして、第１ハウジング３１に保持される。そして、第２シール部材３７２は、燃焼室Ｃへと延びる隙間Ｎに開口部３７２ｔが向くように取り付けられる。そして、第２シール部材３７２は、開口部３７２ｔが燃焼室Ｃに向けて開かれた状態で設けられる。
【００７７】
内燃機関１が動作した際、燃焼室Ｃにおける燃焼によって生じる燃焼ガスは、図７（ｃ）に示すように、隙間Ｎに進入する。そして、隙間Ｎへと進入した燃焼ガスは、第２シール部材３７２に到達する。そして、第２シール部材３７２の開口部３７２ｔの内側へと入り込むことで、第２シール部材３７２が膨張する。これに伴って、第２シール部材３７２は、側面３１ｂ（段差部３１ｂｔ）および第２垂直面３１５ｃと、第２孔部４ｄおよび段差部４ｅとに密着する。
そして、第２シール部材３７２は、第２シール部材３７２が設けられる保持部Ｈより後端側に向けた燃焼ガスの流入を抑制する。その結果、圧力検出装置５の第２シール部材３７２の後端側において、燃焼ガスの進入に起因する温度上昇による急激な内外の温度差の発生が抑制される。
【００７８】
（実施形態３）
図８は、実施形態３に係わる内燃機関１を説明するための図である。
なお、実施形態１に係る内燃機関１と同様なものについては、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図８（ａ）は第２シール部材４７２の全体図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すVIIIｂ−VIIIｂ断面を示し、図８（ｃ）は実施形態２の第２シール部材４７２が圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に設けられた状態を示す。
図８（ｃ）に示すように、実施形態３に係る内燃機関１では、圧力検出装置５の第１ハウジング３１における突出部３１５は、先端部に、中心線方向に垂直な肩部の一例としての第２垂直面３１５ｃと、後端部に、中心線方向に垂直な垂直面３１５ｂとを有している。
また、実施形態３のシリンダヘッド４の連通孔４ａは、燃焼室Ｃ側から、第１孔部４ｂと、第１孔部４ｂの孔径よりも孔径が大きい第２孔部４ｄと、第１孔部４ｂと第２孔部４ｄとの間に設けられ中心軸方向に垂直な段差を形成する段差部４ｅを有している。
そして、実施形態３の内燃機関１は、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第２シール部材４７２を有している。
【００７９】
実施形態３の内燃機関１では、図８（ｃ）に示すように、圧力検出装置５がシリンダヘッド４に装着された状態にて、第２垂直面３１５ｃと段差部４ｅとの間に第２シール部材４７２を間に挟み込めるように距離が設けられる。そして、実施形態３の内燃機関１では、第２垂直面３１５ｃと側面３１ｂと、第２孔部４ｄおよび段差部４ｅとによって、実施形態３の第２シール部材４７２を保持する保持部Ｈを形成する。そして、実施形態３においては、図８に示すように、保持部Ｈは断面が矩形状となる。
【００８０】
第２シール部材４７２は、シリンダヘッド４の内壁と圧力検出装置５のハウジング３０の外壁との隙間への燃焼ガスの流入を抑制する部材である。第２シール部材４７２は、図８（ｃ）に示すように保持部Ｈに配置される。本実施形態の保持部Ｈは、ハウジング３０中心軸方向における圧電素子１０の位置（横）に形成される。従って、第２シール部材４７２は、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間の隙間における圧電素子１０が設けられる位置よりも中心軸方向の後端側への燃焼ガスの流入を抑制する。
【００８１】
第２シール部材４７２は、図８（ａ）に示すように、環状の部材であって内側を中空に形成している。さらに、第２シール部材４７２は、中心軸方向の略中央部における内周面の全周に亘って形成される環状の切り込みであって、中心軸側を向く開口部４７２ｔを有している。
第２シール部材４７２の内径は、取り付ける前の状態にて内径が圧力検出装置５の第１ハウジング３１の側面３１ｂの外径よりも大きく設定されている。また、第２シール部材４７２の外径は、シリンダヘッド４の連通孔４ａにおける第２孔部４ｄの内径よりも若干大きく設定されている。そして、第２シール部材４７２が内燃機関１に取り付けられた際には、第２シール部材４７２の内周部と第１ハウジング３１の外周との間には隙間を形成し、外周部と第２孔部４ｄとは密着する。
【００８２】
第２シール部材４７２の断面は、中心軸方向に切断した場合において円形状を有している。図８（ｃ）に示すように、第２シール部材４７２が配置される保持部Ｈは矩形状をしている。そして、本実施形態では、保持部Ｈの断面形状に倣うように第２シール部材４７２の断面を円形状に形成し、保持部Ｈに対する密着性を高めている。
【００８３】
また、第２シール部材４７２は、第１ハウジング３１に取り付ける際や、開口部４７２ｔから内側へと燃焼ガスが入り込んだ際に、変形可能な程度に材料の厚みに設定されている。
なお、本実施形態の第２シール部材４７２の材料には、銅、ステンレス、アルミなどの金属を用いることができる。その他、本実施形態の第２シール部材４７２の材料としては、テフロン（登録商標）などを用いることができる。
【００８４】
そして、図８（ｃ）に示すように、シリンダヘッド４に圧力検出装置５を装着した状態にて、第２シール部材４７２は保持部Ｈに配置される。そして、第２シール部材４７２は、開口部４７２ｔが中心軸方向を向くように取り付けられる。
【００８５】
内燃機関１が動作した際、燃焼室Ｃにおける燃焼によって生じる燃焼ガスは、図８（ｃ）に示すように、隙間Ｎに進入する。そして、隙間Ｎへと進入した燃焼ガスは、第２シール部材４７２に到達する。そして、第２シール部材４７２の開口部４７２ｔの内側へと燃焼ガスが入り込むことで、第２シール部材４７２が中心軸方向および周方向外側に膨張する。これに伴って、第２シール部材４７２は、第１ハウジング３１の第２垂直面３１５ｃと、シリンダヘッド４の第２孔部４ｄおよび段差部４ｅとに密着する。
そして、第２シール部材４７２は、第２シール部材４７２が設けられる保持部Ｈより後端側に向けた燃焼ガスの流入を抑制する。その結果、圧力検出装置５の第２シール部材４７２の後端側において、燃焼ガスの進入に起因する温度上昇による急激な内外の温度差の発生が抑制される。
【００８６】
以上のように、実施形態１〜実施形態３では、各々、開口形状を有する第２シール部材７２（３７２、４７２）が圧力検出装置５のハウジング３０においてテーパ部や段差部となる肩部に設けられる。従って、燃焼室Ｃにて生じた燃焼ガスは第２シール部材７２（３７２、４７２）が膨張して中心軸方向に押し込まれても、中心軸方向を向く面を有する肩部によって第２シール部材７２（３７２、４７２）が抗力を受けて保持される。そして、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間の隙間のシール（密閉）性が高まる。
【００８７】
なお、本実施形態では、圧力を検出する検出部材として圧電素子１０を用いているが、これに限定されるものではない。ダイアフラムヘッド４０を介して力を受けることで圧力として検出するものであれば良く、例えば歪センサなどを検出部材として用いても構わない。
【００８８】
また、本実施形態では、第１シール部材７１および第２シール部材７２（３７２、４７２）を用いているが、この態様に限定される訳ではない。例えば、第２シール部材７２（３７２、４７２）のみを用いて、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間の開口をシールしても良い。
【符号の説明】
【００８９】
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、１０…圧電素子、２１…回路基板部、２２…伝導部材、３０…ハウジング、４０…ダイアフラムヘッド、５０…第１電極部、５５…第２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シール部材、７２，３７２,４７２…第２シール部材、１００…センサ部
【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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