(57)【要約】【課題】燃焼圧力の検出を阻害することなく端子バネの耐久性を向上させる。【解決手段】圧力センサ１０は、２つの接続端部４１、４２と、２つの接続端部４１、４２を連結し、軸線方向への弾性変形が可能なバネ部４３とを有する端子接続部４０を備えている。２つの接続端部４１、４２は、軸線方向と直交する幅方向に張り出し、バネ部４３よりも長い張り出し長さを有し、ヒータ部の周面および端子部材の周面の少なくとも一部を覆うように屈曲されている屈曲部４１１、４２１と、屈曲部４１１、４２１からバネ部４３に至るまでの位置に、屈曲部４１１、４２１の張り出し長さＬの半分以上の長さＬ１で屈曲部４１１、４２１のバネ部側の側面と連結する連結部４１２ａ、４２２ａと、バネ部４３に向かって幅方向の長さが漸減する漸減部４１２ｂ、４２２ｂとを有する補強部４１２、４２２を備える。【選択図】図２
2018021854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端と後端とを有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングの軸線方向に変位可能に前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングの先端から露出する先端部を有する棒状の剛体であるヒータ部と、
前記ハウジング内において、前記ヒータ部よりも前記後端の側に配置されている端子部材と、
前記ヒータ部と前記端子部材との間に配置されている一枚の板状部材からなる端子接続部であって、前記ヒータ部および前記端子部材にそれぞれ電気的に接続されている２つの接続端部と、前記２つの接続端部を連結し、前記軸線方向への弾性変形が可能なバネ部とを有する端子接続部と、を備える圧力センサであって、
前記２つの接続端部は、
前記軸線方向と直交する幅方向に張り出し、前記バネ部よりも長い張り出し長さを有し、前記ヒータ部の周面および前記端子部材の周面の少なくとも一部を覆うように屈曲され、各前記周面と接続されている屈曲部と、
前記屈曲部から前記バネ部に至るまでの位置に、前記屈曲部の前記張り出し長さの半分以上の長さで前記屈曲部のバネ部側の側面と連結する連結部と、前記バネ部に向かって前記幅方向の長さが漸減する漸減部とを有する補強部とを備える、圧力センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
前記補強部は、前記屈曲部から前記バネ部にわたって形成されている、圧力センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいて、
前記２つの接続端部は、前記屈曲部と前記バネ部との間に位置する基部を有し、前記補強部は前記基部の側面に形成されている、圧力センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、
前記バネ部は、前記軸線方向および前記幅方向に垂直な方向に湾曲する湾曲部を有する、圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に取り付けられ、燃焼室内の圧力を測定するための圧力センサ、すなわち、燃焼圧センサが知られている。燃焼圧センサでは、燃焼室内の圧力に応じて軸線方向に変位可能であるように棒状の伝達部材が本体部に固定され、伝達部材の変位を荷重検出素子により検出することによって燃焼室内の圧力変化が検知される。例えば、伝達部材の後端部は、本体部の一部である外部接続端子とは端子バネによって接続されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０６３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
端子バネは、伝達部材の軸線方向の変位を許容することが求められる一方で、内燃機関の稼働中に絶えず伝達部材からの入力を受ける部材である。したがって、燃焼圧力の検出を阻害することなく端子バネの耐久性を向上させることが求められている。この要望は、燃焼室内の圧力を測定するための圧力センサ機能と、圧縮着火の補助熱源としてのグロープラグ機能とを備えるグロー機能付き圧力センサにおいても同様に発生し得る要望である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
第１の態様は、圧力センサを提供する。第１の態様に係る圧力センサは、先端と後端とを有する筒状のハウジングと、前記ハウジングの軸線方向に変位可能に前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングの先端から露出する先端部を有する棒状の剛体であるヒータ部と、前記ハウジング内において、前記ヒータ部よりも前記後端の側に配置されている端子部材と、前記ヒータ部と前記端子部材との間に配置されている一枚の板状部材からなる端子接続部であって、前記ヒータ部および前記端子部材にそれぞれ電気的に接続されている２つの接続端部と、前記２つの接続端部を連結し、前記軸線方向への弾性変形が可能なバネ部とを有する端子接続部と、を備える。前記２つの接続端部は、前記軸線方向と直交する幅方向に張り出し、前記バネ部よりも長い張り出し長さを有し、前記ヒータ部の周面および前記端子部材の周面の少なくとも一部を覆うように屈曲され、各前記周面と接続されている屈曲部と、前記屈曲部から前記バネ部に至るまでの位置に、前記屈曲部の前記張り出し長さの半分以上の長さで前記屈曲部のバネ部側の側面と連結する連結部と、前記バネ部に向かって前記幅方向の長さが漸減する漸減部とを有する補強部とを備える。
【０００７】
第１の態様に係る圧力センサによれば、屈曲部からバネ部に至るまでの位置に、屈曲部の張り出し長さの半分以上の長さで屈曲部のバネ部側の側面と連結する連結部と、バネ部に向かって幅方向の長さが漸減する漸減部とを有する補強部を備えているので、燃焼圧力の検出を阻害することなく端子バネの耐久性を向上させることができる。
【０００８】
第１の態様に係る圧力センサにおいて、前記補強部は、前記屈曲部から前記バネ部にわたって形成されていても良い。この場合には、幅方向の長さの漸減変化をより緩やかにすることが可能となり、屈曲部の破断をさらに低減または防止することができる。
【０００９】
第１の態様に係る圧力センサにおいて、前記２つの接続端部は、前記屈曲部と前記バネ部との間に位置する基部を有し、前記補強部は前記基部の側面に形成されている。この場合には、補強部によって基部と屈曲部との接続部分における応力集中を緩和することができる。
【００１０】
第１の態様に係る圧力センサにおいて、前記バネ部は、前記軸線方向および前記幅方向に垂直な方向に湾曲する湾曲部を有しても良い。この場合には、湾曲部において端子接続部に入力される軸線方向の応力を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る圧力センサの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部の側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部の平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部の正面図である。
【図５】曲げ加工前の端子接続部の平面図である。
【図６】第１の実施形態において用いられる端子接続部の強度確認試験の結果を示す説明図である。
【図７】強度確認試験の試験装置を示す説明図である。
【図８】強度確認試験の試験方法を示す説明図である。
【図９】従来例に係る端子接続部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の実施形態：
図１は第１の実施形態に係る圧力センサの構成を模式的に示す縦断面図である。圧力センサ１０は、ハウジング２０、ヒータ部３０、端子接続部４０、コネクタ部材５０および保護筒５１を備えている。第１の実施形態においては、各構成部材に共通して、軸線方向とはハウジング２０の中心軸が延伸する方向を意味し、先端側とはヒータ部３０が露出する側を意味し、後端側とは保護筒５１が位置する側を意味する。なお、ハウジング２０の軸線方向は、圧力センサ１０の軸線方向と一致する。また、各構成部材において、軸線方向の後端側を向く面を後端面、先端側を向く面を先端面と呼ぶ。
【００１３】
ハウジング２０は、その軸線方向に沿って延び、先端と後端とを有する筒状体であり、先端側に位置するキャップ部２１と、キャップ部２１よりも後端側に位置する主体金具２２とを有している。第１の実施形態において、ハウジング２０は、炭素鋼やステンレス鋼によって形成されている円筒の金属製部材である。ハウジング２０、具体的には、主体金具２２の後端にはコネクタ部材５０が配置され、主体金具２２とコネクタ部材５０とは保護筒５１によって機械的に接続されている。コネクタ部材５０は、電気絶縁性を有する部材、例えば、絶縁樹脂によって形成され円筒形状を有する。コネクタ部材５０の中空部には端子部材５２が保持されている。保護筒５１は、導電性を有する部材、例えば、ステンレス鋼によって形成され円筒形状を有する。保護筒５１の先端は主体金具２２の後端に接合されている。保護筒５１の後端には、取付対象体としての内燃機関に対する圧力センサ１０の装着および取り外しに用いられる工具（図示せず）が係合可能な工具係合部５３が形成されている。第１の実施形態において用いられるステンレス鋼は、部材の位置に応じて、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ６３０のいずれかが用いられる。
【００１４】
キャップ部２１は、円筒部と、円筒部から先端側に向かって縮径するテーパー状のシール部とを有している。キャップ部２１の先端部の開口からは、ヒータ部３０が露出している。キャップ部２１の外周の少なくとも一部は、圧力センサ１０の取付対象体としての内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）のプラグ開口部（図示しない）に押圧接触され、内燃機関の燃焼室の気密を実現する。
【００１５】
主体金具２２は、全長にわたり略円筒状を有している。主体金具２２の後端の近傍には、圧力センサ１０を内燃機関のシリンダヘッドに固定するためのネジ部２４が形成されている。圧力センサ１０は、ネジ部２４が、シリンダヘッドのプラグ取り付け穴に形成されている雌ネジ（図示せず）と螺合することによって、内燃機関に固定される。
【００１６】
ヒータ部３０は、ヒータ部材３１、ヒータ部材３１の中間部の周囲を覆う外筒３２、ヒータ部材３１の後端に配置されている中軸３３およびヒータ部材３１と中軸３３とを接続するリング３４を備える棒状の剛体である。ヒータ部材３１は、基体３１ａと基体に内包されている所定のパターンを有する抵抗発熱体３１ｂとを備えるセラミック組成物からなる棒状の発熱素子である。基体３１ａは、電気絶縁性を有する絶縁性セラミック材料によって形成されており、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成分とする絶縁性セラミック材料が用いられる。抵抗発熱体３１ｂは、導電性を有する導電性セラミック材料によって形成されており、導電性セラミック材料としては、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）と窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）の混合物を主成分とする導電性セラミック材料が用いられる。抵抗発熱体に対しては、正電極と負電極とが接続されており、正電極は後述するリング３４と電気的に接続されており、負電極は外筒３２に対して電気的に接続されている。
【００１７】
外筒３２は、円筒状の金属製部材であり、例えば、ステンレス鋼によって形成される。外筒３２には、ヒータ部材３１が圧入によって嵌め込まれており、その先端と後端からはヒータ部材３１が露出している。ヒータ部３０は、ヒータ部材３１が外筒３２に嵌め込まれることで、金属製の弾性部材６１と溶接によって接合可能とされている。
【００１８】
中軸３３は、円柱状の金属製部材であり、例えば、ステンレス鋼によって形成される。リング３４は、ステンレス鋼によって形成された円筒状の金属製部材である。リング３４の先端側にはヒータ部材３１の後端が圧入によって嵌め込まれ、リング３４の後端側には中軸３３の先端が圧入によって嵌め込まれている。リング３４は、ヒータ部材３１と中軸３３とを機械的に接続すると共に電気的に接続する。
【００１９】
端子接続部４０は、中軸３３の後端を端子部材５２と機械的並びに電気的に接続する。端子接続部４０は、中軸３３の後端と接合されている第１の接続端部４１、端子部材５２と接合されている第２の接続端部４２、第１および第２の接続端部４１、４２を繋ぐ湾曲したバネ部４３（図２参照）を有する板バネ形状を有する。端子接続部４０は、燃焼室内の圧力変動によって軸線方向に変位するヒータ部材３１および中軸３３の変位を吸収する。端子接続部４０の詳細については後述する。
【００２０】
圧力センサ１０に対しては、電力供給配線（図示しない）を介して外部からコネクタ部材５０に対して電力が入力され、入力された電力は、端子接続部４０、中軸３３、リング３４を介してヒータ部材３１の正電極に供給される。
【００２１】
圧力センサ１０は、さらに、ヒータ部３０をハウジング２０内に変位可能に配置するために、すなわち、ヒータ部材３１および中軸３３の変位を許容するために、弾性部材６１、伝達スリーブ６２、ダイアフラム６３、およびセンサ固定部材６４を備えている。弾性部材６１は、例えばＳＵＳ３１６などのステンレス鋼やニッケル合金などの金属材料により形成することができる。伝達スリーブ６２、ダイアフラム６３、およびセンサ固定部材６４は、例えば炭素鋼やステンレス鋼などの金属材料によって形成することができる。
【００２２】
弾性部材６１は、軸線方向に沿うヒータ部３０の移動を許容しつつ、ヒータ部３０とハウジング２０とを連結する膜状の弾性部材であり、キャップ部２１内に配置されている。弾性部材６１には、ヒータ部３０が貫通する孔部が中央部に形成されている。弾性部材６１の先端側は、ヒータ部３０の外周に設けられた外筒３２に溶接されており、弾性部材６１の後端側は、センサ固定部材６４の先端部に溶接されている。弾性部材６１は、ヒータ部３０とハウジング２０とを連結することで、ハウジング２０内の気密を確保する。なお、弾性部材６１は、弾性変形することによってヒータ部３０の軸線方向に沿う移動を許容できれば良く、例えばベローズであってもよい。
【００２３】
センサ固定部材６４は、略円筒形状の部材であり、先端近傍に形成されている径方向外側に突出する鍔状のフランジ部を有する。センサ固定部材６４は、主体金具２２の内壁面に沿って配置され、フランジ部が主体金具２２の先端面およびキャップ部２１の後端面に溶接されることによってハウジング２０に固定されている。
【００２４】
伝達スリーブ６２は、略円筒状の部材であり、主体金具２２の軸孔内においてセンサ固定部材６４よりも径方向内側に配置されている。伝達スリーブ６２の先端は、外筒３２に溶接されている。したがって、ヒータ部３０が、軸線方向に沿ってハウジング２０に対して相対的に変位すると、伝達スリーブ６２も一緒に変位し、軸線方向に沿うヒータ部３０の変位は後端側（ダイアフラム６３）へと伝達される。
【００２５】
ダイアフラム６３は、環状の部材である。ダイアフラム６３の中央には、中軸３３が貫通する開口部が設けられている。ダイアフラム６３の内周部には、伝達スリーブ６２の後端が溶接されている。したがって、燃焼ガスの圧力（燃焼圧）を受けてヒータ部３０が軸線方向に沿って変位すると、伝達スリーブ６２によってその変位量がダイアフラム６３に伝達され、ダイアフラム６３が変形する。ダイアフラム６３の外周部には、センサ固定部材６４の後端が溶接されており、ダイアフラム６３は、このセンサ固定部材６４によってハウジング２０内の中央部付近に固定されている。
【００２６】
ダイアフラム６３の上面（後端側の面）には、ダイアフラム６３の変位量に基づいて圧力を検出する圧力検出素子６５が設けられている。圧力検出素子６５としては、例えば、ピエゾ抵抗型素子、圧電素子を用いることができる。圧力検出素子６５は、ダイアフラム６３の変形量に応じてその抵抗値が変化する。圧力検出素子６５には、ハウジング２０内の所定の部位に設けられた集積回路（図示せず）が電気的に接続されている。集積回路は、圧力検出素子６５の抵抗値の変化を検出することによって、内燃機関の燃焼圧を検出する。集積回路は、こうして検出された燃焼圧を示す電気信号を、ハウジング２０の後端から挿入された配線（図示せず）を通じて外部のＥＣＵ等に出力する。
【００２７】
第１の実施形態に係る圧力センサ１０が備える端子接続部４０について詳細に説明する。図２は第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部の側面図である。図３は第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部の平面図である。図４は第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部の正面図である。図５は曲げ加工前の端子接続部の平面図である。
【００２８】
端子接続部４０は、図５に示す一枚の板状部材４０ｘを曲げ加工することによって形成される。端子接続部４０となる板状部材４０ｘは、電気的抵抗が低く、バネ性を有する板材、例えば、リン青銅の板材をプレス打ち抜きすることによって得られる。板状部材４０ｘは、第１の接続端部４１を構成する第１の接続端部構成部４１ｘ、第２の接続端部４２を構成する第２の接続端部構成部４２ｘ、バネ部４３を構成するバネ部構成部４３ｘを備えている。端子接続部４０は、第１の接続端部４１、第２の接続端部４２およびバネ部４３を備えている。第１の接続端部４１および第２の接続端部４２は、第１の接続端部構成部４１ｘおよび第２の接続端部構成部４２ｘが端子接続部４０の長手方向に沿って半円状に曲げ加工されることにより形成される。バネ部４３は、バネ部構成部４３ｘが端子接続部４０の長手方向および幅方向に垂直な方向に逆Ｕ字状に曲げ加工されることにより形成された湾曲部である。なお、端子接続部４０の長手方向とは、ハウジング２０の軸線方向と一致する。
【００２９】
第１の接続端部４１は、端子接続部４０の長手方向と直交する幅方向に張り出し、バネ部４３よりも長い張り出し長さを有し、ヒータ部３０を構成する中軸３３の周面の少なくとも一部を覆うように屈曲されている第１の屈曲部４１１を備えている。第１の屈曲部４１１は、ヒータ部３０を構成する中軸３３の後端とアーク溶接により接合され、中軸３３とは電気的に接続されている。第１の屈曲部４１１は、端子接続部４０の幅方向に平行で第１の屈曲部４１１の外側端面を形成する第１の外側端面４１１ａ、端子接続部４０の幅方向に平行で第１の屈曲部４１１の内側端面を形成する第１の内側端面４１１ｂ、端子接続部４０の長手方向に平行で第１の外側端面４１１ａと第１の内側端面４１１ｂとを接続する２つの第１の側端面４１１ｃとを備えている。第１の接続端部４１は、さらに、第１の屈曲部４１１の第１の内側端面４１１ｂからバネ部４３に至るまでの位置に、第１の屈曲部４１１の張り出し長さＬ（ｍｍ）の半分以上の長さＬ１（ｍｍ）、すなわち、Ｌ１≧Ｌ／２で第１の屈曲部４１１のバネ部側の側面である第１の内側端面４１１ｂと連結する連結部４１２ａと、バネ部４３に向かって幅方向の長さが漸減する漸減部４１２ｂとを有する第１の補強部４１２を備えている。第１の接続端部４１は、さらに、第１の屈曲部４１１とバネ部４３とを繋ぐ部位であり、第１の補強部４１２が形成されている第１の基部４１３を備えている。第１の基部４１３は、バネ部４３と同じ幅方向の長さを有している。第１の内側端面４１１ｂは第１の基部４１３から第１の側端面４１１ｃに至る端面である。第１の補強部４１２は、第１の基部４１３の側部、すなわち、側面および第１の内側端面４１１ｂの第１の基部４１３側にわたって形成されている。第１の屈曲部４１１の幅方向の長さは第１の基部４１３の幅方向の長さよりも長い。第１の屈曲部４１１の張り出し長さＬとは、第１の基部４１３の側辺から第１の屈曲部４１１の第１の側端面４１１ｃまでの幅方向の長さである。
【００３０】
第２の接続端部４２は、端子接続部４０の長手方向と直交する幅方向に張り出し、バネ部４３よりも長い張り出し長さを有し、端子部材５２の周面の少なくとも一部を覆うように屈曲されている第２の屈曲部４１２を備えている。第２の接続端部４２は端子部材５２と抵抗溶接により接合され、端子部材５２とは電気的に接続されている。第２の屈曲部４２１は、端子接続部４０の幅方向に平行で第２の屈曲部４２１の外側端面を形成する第２の外側端面４２１ａ、端子接続部４０の幅方向に平行で第２の屈曲部４２１の内側端面を形成する第２の内側端面４２１ｂ、端子接続部４０の長手方向に平行で第２の外側端面４２１ａと第２の内側端面４２１ｂとを接続する２つの第２の側端面４２１ｃとを備えている。第２の接続端部４２は、さらに、第２の屈曲部４２１の第２の内側端面４２１ｂからからバネ部４３に至るまでの位置に、第２の屈曲部４２１の張り出し長さの半分以上の長さで第２の屈曲部４２１のバネ部側の側面である第２の内側端面４２１ｂと連結する連結部４２２ａと、バネ部４３に向かって幅方向の長さが漸減する漸減部４２２ｂとを有する第２の補強部４２２を備えている。第２の接続端部４２は、さらに、第２の補強部４２２が形成されている第２の基部４２３を備えている。第２の基部４２３は、第２の屈曲部４２１とバネ部４３とを繋ぐ部位であり、バネ部４３と同じ幅方向の長さを有している。第２の内側端面４２１ｂは第２の基部４２３から第２の側端面４２１ｃに至る端面である。第２の補強部４２２は、第２の基部４２３の側部、すなわち、側面および第２の内側端面４２１ｂの第２の基部４２３側にわたって形成されている。第２の屈曲部４２１の幅方向の長さは第２の基部４２３の幅方向の長さよりも長い。第２の屈曲部４２１の張り出し長さＬとは、第２の基部４２３の側辺から第２の屈曲部４２１の第２の側端面４２１ｃまでの幅方向の長さである。なお、第２の接続端部４２においても、第１の接続端部４１と同様にして、Ｌ１≧Ｌ／２の関係が成立している。
【００３１】
第１の屈曲部４１１の第１の内側端面４１１ｂおよび第２の屈曲部４２１の第２の内側端面４２１ｂからバネ部４３に至るまでの位置とは、第１の屈曲部４１１の第１の内側端面４１１ｂおよび第２の屈曲部４１２の第２の内側端面４２１ｂから第１の接続端部４１および第２の接続端部４２とバネ部４３との境界Ｂに至るまでのいずれかの位置を意味する。すなわち、第１および第２の補強部４１２、４２２は、バネ部４３との境界Ｂまで延伸していなくても良く、第１の内側端面４１１ｂおよび第２の内側端面４２１ｂと境界Ｂの途中まで延伸しているだけでも良い。すなわち、境界Ｂは第１および第２の補強部４１２、４２２からバネ部４３への移行境界ではなく、第１の接続端部４１および第２の接続端部４２からバネ部４３への移行境界である。
【００３２】
第１および第２の補強部４１２、４２２は、第１および第２の屈曲部４１１、４２１の第１および第２の内側端面４１１ｂ、４２１ｂの基端側に繋がっている、第１および第２の内側端面４１１ｂ、４２１ｂに平行な辺（面）である連結部４１２ａ、４２２ａと、これら平行な辺から端子接続部４０の長手方向の中心軸に向かって幅方向の長さが漸減するように延びる斜辺（斜面）である漸減部４１２ｂ、４２２ｂとを有している略三角形状の部位ということができる。なお、本実施形態において、端子接続部４０は、一枚の板状部材４０ｘから形成されており、第１および第２の補強部４１２、４２２は、第１および第２の屈曲部４１１、４２１、および第１および第２の基部４１３、４２３と一体である。連結部４１２ａ、４２２ａの長さＬ１は、幅方向におけるバネ部４３の側辺から連結部４１２ａ、４２２ａの遠端部までの長さである。
【００３３】
バネ部４３は、第１の壁状部４３１および第２の壁状部４３２、並びに第１の壁状部４３１および第２の壁状部４３２と繋がる平面部４３３を備えている。第１の壁状部４３１および第２の壁状部４３２は、境界Ｂから立ち上がる、平面視において端子接続部４０の長手方向の中心軸と直交する壁部である。平面部４３３は、端子接続部４０の長手方向に平行な面を成す。バネ部４３は第１の壁状部４３１および第２の壁状部４３２を備えることによって、端子接続部４０の長手方向、すなわち、第１の接続端部４１と第２の接続端部４２とを結ぶ方向に加わる応力を吸収することができる。第１および第２の壁状部４３１、４３２、並びに平面部４３３によって湾曲部が形成されている。
【００３４】
板状部材４０ｘについて説明する。図５に示すように、第１の接続端部構成部４１ｘは、第１の屈曲部４１１を構成する第１の屈曲部構成部４１１ｘ、第１の補強部４１２を構成する第１の補強部構成部４１２ｘおよび第１の基部４１３を構成する第１の基部構成部４１３ｘを備えている。第２の接続端部構成部４２ｘは、第２の屈曲部４２１を構成する第２の屈曲部構成部４２１ｘ、第２の補強部４２２を構成する第２の補強部構成部４２２ｘおよび第２の基部４２３を構成する第２の基部構成部４２３ｘを備えている。板状部材４０ｘにおいても、第１の補強部構成部４１２ｘは、第１の屈曲部構成部４１１ｘの張り出し長さＬの半分以上の長さＬ１、すなわち、Ｌ１≧Ｌ／２を有し、第１の屈曲部構成部４１１ｘのバネ部構成部４３ｘ側の側面と連結する連結部を有し、連結部からバネ部構成部４３ｘに向かって幅方向の長さが漸減する漸減部を有する。ここで、第１の屈曲部構成部４１１ｘの張り出し長さＬとは、板状部材４０ｘの幅方向における、第１の基部構成部４１３ｘの側辺から第１の屈曲部構成部４１１ｘの側辺までの長さを意味する。また、第１の補強部構成部４１２ｘの連結部の長さＬ１は、第１の基部構成部４１３ｘの側辺から連結部の遠端位置までの長さを意味する。なお、第２の補強部構成部４２２ｘについても同様である。
【００３５】
第１の実施形態において用いられる端子接続部４０が備えるＬ１≧Ｌ／２の関係によりもたらされる技術的効果について説明する。図６は第１の実施形態において用いられる端子接続部の強度確認試験の結果を示す説明図である。図７は強度確認試験の試験装置を示す説明図である。図８は強度確認試験の試験方法を示す説明図である。図９は従来例に係る端子接続部の側面図である。なお、図９における、図２に示す構成に対応する構成については、図２において用いた符号末尾に「Ａ」を付加して説明を省略する。従来例に係る端子接続部４０Ａは、第１および第２の接続端部４１Ａ、４２Ａ、第１および第２の屈曲部４１１Ａ、４２１Ａ、第１および第２の内側端面４１１Ａｂ、４２１Ａｂ、第１および第２の基部４１３Ａ、４２３Ａ、バネ部４３Ａを備えている。
【００３６】
強度確認試験は、図５に示す曲げ加工前の板状部材４０ｘを用いて行った。図７に示すように、第１の接続端部構成部４１ｘが露出する状態で板状部材４０ｘをバイス８０に挟み込む。バイス８０に挟み込まれた板状部材４０ｘの第１の接続端部構成部４１ｘをペンチで挟み、図８に示すようにねじりを繰り返す。図８は、バイスに挟まれた板状部材４０ｘを平面視した図である。ペンチによるねじりは、３０°／１secの一定の時間で、０°〜＋３０°〜０°、０°〜−３０°〜０°をそれぞれ１回のねじり操作とし、第１の接続端部構成部４１ｘとバネ部構成部４３ｘとの境界が破断するまでの回数を記録した。この強度確認試験は、その長手方向に入力される応力により端子接続部４０に発生する曲げ破断を、ねじり操作によるねじり応力により端子接続部４０に発生する破断に置き換えて検証する加速試験である。なお、端子接続部に発生する曲げ破断は、具体的には、図９の従来例に示すように、第１および第２の接続端部４１Ａ、４２Ａにおける第１および第２の基部４１３Ａ、４２３Ａと、第１および第２の屈曲部４１１Ａ、４２１Ａの内側端面４１１Ａｂ、４２１Ａｂとの交点ＸＰを中心に発生する。すなわち、振幅ＳＷによって生じる曲げ応力は、断面積変化が急峻な交点ＸＰに集中して作用し、交点ＸＰにおいて破断が生じる。第１の実施形態における端子接続部４０に発生する曲げ破断は、第１および第２の補強部４１２、４２２において発生するが、漸減部４１２ｂ、４２２ｂによって断面積変化が緩和されるため、応力の一点への集中を抑制することができる。
【００３７】
この強度確認試験は、Ｌ１／Ｌ＝２５％、Ｌ１／Ｌ＝５０％、Ｌ１／Ｌ＝７５％の板状部材をそれぞれ３個用いて行われ、その平均値を試験結果として採用した。図５において横軸は屈曲部の張り出し長さＬに対する連結部の長さＬ１の比を示し、縦軸は破断が発生した回数を示す。図５に示す強度確認試験結果に示すように、Ｌ１／Ｌ＝２５％の試験対象においては、平均４．３回で破断し、Ｌ１／Ｌ＝５０％の試験対象においては、平均１１．７回で破断し、Ｌ１／Ｌ＝７５％の試験対象においては、平均１３．０回で破断した。Ｌ１／Ｌ＝５０％の試験対象では、Ｌ１／Ｌ＝２５％の試験対象に対して強度が２７２％改善され、Ｌ１／Ｌ＝７５％の試験対象では、Ｌ１／Ｌ＝５０％の試験対象に対して強度がおいては１１１％改善された。したがって、Ｌ１／Ｌ＝５０％以上とすれば、十分に良好な改善結果が得られることが確認できた。また、平均破断回数１１．７回以上の領域は、中軸および端子部材を接合する際に１８０°以上の曲げ角度で屈曲部を成形可能な板厚の板状部材に対して強度を確保できる領域に相当する。なお、この強度確認試験においては、板状部材が用いられているが、端子接続部４０の寸法は小さく（短く）、長さＬおよびＬ１の関係を含めて、曲げ加工が施された端子接続部においても同様の結果が得られる。
【００３８】
以上説明した第１の実施形態に係る圧力センサが備える端子接続部４０は、端子接続部４０の幅方向にバネ部４３よりも長い張り出し長さを有する第１および第２の屈曲部４１１、４２１からバネ部４３に至るまでの位置に、第１および第２の屈曲部４１１、４２１の張り出し長さＬの半分以上の長さＬ１で第１および第２の屈曲部４１１、４２１のバネ部側の側面と連結する連結部４１２ａ、４２２ａと、バネ部４３に向かって幅方向の長さが漸減する漸減部４１２ｂ、４２２ｂとを有する第１および第２の補強部４１２、４２２とを備えている。したがって、端子接続部４０の長手方向に入力される応力に対する端子接続部４０の強度を向上させることが可能となり、端子接続部４０の耐久性を向上させることができる。より具体的には、端子接続部４０に入力される応力によって、従来、第１および第２の屈曲部４１１Ａ、４２１Ａの内側端面４１１Ａｂ、４２１Ａｂと、第１および第２の基部４１３Ａ、４２３Ａとの交点ＸＰを中心に発生していた曲げ応力は第１および第２の補強部４１２、４２２によって緩和され、応力集中に起因する破断を抑制または防止することが可能となり、端子接続部４０の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
端子接続部を形成する板状部材の板厚を増大させれば、中軸の振動に起因する共振周波数帯域を避け、振幅を減少させることによって、端子接続部に加わる曲げ応力を低減させることができる。しかしながら、端子接続部の板厚を増大させることによって曲げ加工時における成形性が低下するという問題、曲げ加工時にバリが発生して使用時における振動により剥がれ落ち周辺回路を短絡させるという問題、バネ定数が増大してヒータ部の軸線方向における変位を阻害しセンサ性能が低下するという問題がある。第１の実施形態における端子接続部４０によれば、板厚を増大させることなく、端子接続部４０に発生する曲げ応力を緩和させ、端子接続部４０の耐久性を向上させることができるので、これら問題の発生を回避することができる。
【００４０】
第１の実施形態における端子接続部４０によれば、端子接続部４０の板厚を薄くしても所望の耐久性を維持することが可能となり、第１および第２の屈曲部４１１、４２１の曲げ角度を大きくすること、すなわち、中軸３３および端子部材５２を挟む開口部を狭くすることができる。この結果、中軸３３および端子部材５２との接合時にこれら部材の位置決めを容易に、また、精度良く実行することが可能となり、溶接性を向上させることが可能となり、圧力センサ１０の歩留まりを向上させることができる。
【００４１】
第１の実施形態における端子接続部４０によれば、外観品質を高く維持したまま端子接続部４０の長さを短尺化することができる。一般的に、第１および第２の基部４２１Ａ、４２２Ａの長さが短い場合、第１および第２の屈曲部４１１Ａ、４１２Ａの内側端面４１１Ａｂ、４２１Ａｂの曲率が小さくなりねじ曲がりが発生する。これに対して、第１の実施形態における端子接続部４０は、漸減部４１２ｂ、４２２ｂを備えているので、第１および第２の基部４１３、４２３の長さが短い場合であっても曲率を大きくすることが可能となりねじ曲がりを抑制または防止することができる。
【００４２】
変形例：
（１）第１の実施形態における端子接続部４０のバネ部４３は、長方形形状を有しているが、第１および第２の接続端部４１、４２に向かって幅が広がる形状、あるいは、狭まる形状を有していても良い。端子接続部４０がこれらの形状を有している場合であっても、幅寸法が漸減する第１および第２の補強部４１２、４２２によって、従来、第１および第２の屈曲部４１１Ａ、４２１Ａの内側端面４１１Ａｂ、４２１Ａｂと、第１および第２の基部４１３Ａ、４２３Ａとの交点ＸＰを中心に発生していた応力集中が緩和され、端子接続部４０の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
（２）第１の実施形態における端子接続部４０のバネ部４３は、長手方向および幅方向に垂直な方向に湾曲する湾曲部を有しているが、長手方向に垂直な方向かつ幅方向に平行な方向に湾曲する湾曲部を有していても良い。この場合にも、従来、第１および第２の屈曲部４１１Ａ、４２１Ａの内側端面４１１Ａｂ、４２１Ａｂと、第１および第２の基部４１３Ａ、４２３Ａとの交点ＸＰを中心に発生していた応力集中が緩和され、端子接続部４０の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
（３）第１の実施形態においては、圧力センサ１０を用いて説明したが、端子接続部４０は、グロー機能を備えるグロー機能付きの圧力センサに対しても適用可能である。
【００４５】
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…圧力センサ
２０…ハウジング
２１…キャップ部
２２…主体金具
２３…工具係合部
２４…ネジ部
３０…ヒータ部
３１…ヒータ部材
３１ａ…基体
３１ｂ…抵抗発熱体
３２…外筒
３３…中軸
３４…リング
４０…端子接続部
４１…第１の接続端部
４１１…第１の屈曲部
４１１ａ…第１の外側端面
４１１ｂ…第１の内側端面
４１１ｃ…第１の側端面
４１２…第１の補強部
４１２ａ…連結部
４１２ｂ…漸減部
４１３…第１の基部
４２…第２の接続端部
４２１…第２の屈曲部
４２１ａ…第２の外側端面
４２１ｂ…第２の内側端面
４２１ｃ…第２の側端面
４２２…第２の補強部
４２２ａ…連結部
４２２ｂ…漸減部
４２３…第２の基部
４３…バネ部
４３１…第１の壁状部
４３２…第２の壁状部
４３３…平面部
４０ｘ…板状部材
４１ｘ…第１の接続端部構成部
４１１ｘ…第１の屈曲部構成部
４１２ｘ…第１の補強部構成部
４１３ｘ…第１の基部構成部
４２ｘ…第２の接続端部構成部
４２１ｘ…第２の屈曲部構成部
４２２ｘ…第２の補強部構成部
４２３ｘ…第２の基部構成部
４３ｘ…バネ部構成部
４１１Ａｂ…内側端面
４２１Ａｂ…内側端面
４１３Ａ…第１の基部
４２３Ａ…第２の基部
５０…コネクタ部材
５１…保護筒
５２…端子部材
６１…弾性部材
６２…伝達スリーブ
６３…ダイアフラム
６４…センサ固定部材
６５…圧力検出素子
８０…バイス
Ｂ…境界
ＳＷ…振幅
ＸＰ…交点
【図１】
2018021854.tif 000003
【図２】
2018021854.tif 000004
【図３】
2018021854.tif 000005
【図４】
2018021854.tif 000006
【図５】
2018021854.tif 000007
【図６】
2018021854.tif 000008
【図７】
2018021854.tif 000009
【図８】
2018021854.tif 000010
【図９】
2018021854.tif 000011