(57)【要約】【課題】検出感度を向上させやすい歪み検出センサを提供すること。【解決手段】歪み検出センサ１は、一対の入力変位部２と複数の出力変位部３と変位量検出部４とを有する。一対の入力変位部２は、軸方向Ｘにおいて互いに間隔を空けて並んで配されている。一対の入力変位部２は、被検出体の変形に追従して、互いに軸方向Ｘに相対変位する。複数の出力変位部３は、一対の入力変位部２の間に配されている。複数の出力変位部３は、一対の入力変位部２の相対変位によって、軸方向Ｘに直交する方向に相対変位する。変位量検出部４は、一対の出力変位部３同士を連結している。変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出する。入力変位部２と出力変位部３とは、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の相対変位量が、一対の入力変位部２の相対変位量よりも大きくなるよう構成されている。【選択図】図２
2018091707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体（１０）に取り付けて用いられ、前記被検出体に生じる歪みを検出する歪み検出センサ（１）であって、
軸方向（Ｘ）において互いに間隔を空けて並んで配されるとともに、前記被検出体の変形に追従して、互いに軸方向に相対変位する一対の入力変位部（２）と、
一対の前記入力変位部の間に配され、一対の前記入力変位部の相対変位によって、軸方向に直交する方向に相対変位する複数の出力変位部（３）と、
一対の前記出力変位部同士を連結するとともに、一対の前記出力変位部の相対変位量を検出する変位量検出部（４）と、を有し、
前記入力変位部と前記出力変位部とは、前記変位量検出部によって連結された一対の前記出力変位部の相対変位量が、一対の前記入力変位部の相対変位量よりも大きくなるよう構成されている、歪み検出センサ。
【請求項２】
前記変位量検出部は、歪みゲージ（４２）を有する、請求項１に記載の歪み検出センサ。
【請求項３】
前記変位量検出部は、一対の前記出力変位部同士を連結するとともに弾性変形可能な弾性部材（４１）を有し、
前記弾性部材は、一対の前記入力変位部が互いに離れる方向に変位したとき、連結する一対の前記出力変位部同士を近付けるよう付勢されており、
前記入力変位部と前記出力変位部とは、互いに摺動可能に当接しており、
前記入力変位部における前記出力変位部に当接する入力当接面（２１）、及び前記出力変位部における前記入力変位部に当接する出力当接面（３１）の少なくとも一方は、前記変位量検出部によって連結された一対の前記出力変位部の並び方向における一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう形成されている、請求項１又は２に記載の歪み検出センサ。
【請求項４】
前記入力当接面及び前記出力当接面の少なくとも一方は、前記変位量検出部によって連結された一対の前記出力変位部の並び方向における一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう傾斜した平面である、請求項３に記載の歪み検出センサ。
【請求項５】
前記入力当接面及び前記出力当接面の双方は、前記変位量検出部によって連結された一対の前記出力変位部の並び方向における一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう傾斜した平面であり、互いに当接する前記入力当接面と前記出力当接面とは、互いに平行である、請求項４に記載の歪み検出センサ。
【請求項６】
前記入力当接面及び前記出力当接面の少なくとも一方は、前記変位量検出部によって連結された一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう湾曲した曲面である、請求項３に記載の歪み検出センサ。
【請求項７】
被検出体（１０）に取り付けて用いられ、前記被検出体に生じる歪みを検出する歪み検出センサ（１）であって、
軸方向（Ｘ）において互いに間隔を空けて並んで配されるとともに、前記被検出体の変形に追従して、互いに軸方向に相対変位する一対の入力変位部（２）と、
一対の前記入力変位部の間に配され、一対の前記入力変位部の相対変位によって、軸方向に直交する方向に相対変位する複数の出力変位部（３）と、
一対の前記出力変位部同士を連結するとともに、一対の前記出力変位部の相対変位量に応じた圧力を検出する圧力検出部（４０）と、を有し、
前記入力変位部と前記出力変位部とは、前記圧力検出部によって連結された一対の前記出力変位部の相対変位量が、一対の前記入力変位部の相対変位量よりも小さくなるよう構成されている、歪み検出センサ。
【請求項８】
前記圧力検出部は、圧電素子（２２）を有する、請求項７に記載の歪み検出センサ。
【請求項９】
前記入力変位部と前記出力変位部とは、互いに摺動可能に当接しており、
前記入力変位部における前記出力変位部に当接する入力当接面（２１）、及び前記出力変位部における前記入力変位部に当接する出力当接面（３１）の少なくとも一方は、前記圧力検出部によって連結された一対の前記出力変位部の並び方向における一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう形成されている、請求項７又は８に記載の歪み検出センサ。
【請求項１０】
前記入力当接面及び前記出力当接面の少なくとも一方は、前記圧力検出部によって連結された一対の前記出力変位部の並び方向における一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう傾斜した平面である、請求項９に記載の歪み検出センサ。
【請求項１１】
前記入力当接面及び前記出力当接面の双方は、前記圧力検出部によって連結された一対の前記出力変位部の並び方向における一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう傾斜した平面であり、互いに当接する前記入力当接面と前記出力当接面とは、互いに平行である、請求項１０に記載の歪み検出センサ。
【請求項１２】
前記入力当接面及び前記出力当接面の少なくとも一方は、前記圧力検出部によって連結された一対の前記出力変位部の中間側に向かうにつれて、軸方向における一対の前記入力変位部の中間側又はその反対側に向かうよう湾曲した曲面である、請求項９に記載の歪み検出センサ。
【請求項１３】
前記被検出体は、内燃機関であり、前記内燃機関の燃焼室内における燃焼圧を検出するために用いられる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の歪み検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体に生じる歪みを検出する歪み検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
歪み検出センサとしては、例えば、内燃機関の燃焼室内における燃焼圧を検出するための燃焼圧センサがある。そして、燃焼圧センサとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃焼圧センサは、エンジンヘッドに取り付けられる主体金具と、前記主体金具内に保持された中軸と、前記中軸に貼り付けられて前記中軸に生じた歪みを検出する圧力検出素子と、を有する。そして、特許文献１に記載された燃焼圧センサは、前記中軸が歪むことによって前記中軸に生じた応力を前記圧力検出素子で測定することにより、前記燃焼室内の燃焼圧を検出できるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０９１０２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、特許文献１に記載の燃焼圧センサにおいては、燃焼圧の検出感度を向上させにくい。すなわち、例えば燃焼室内に生じた燃焼圧が比較的小さい場合等においては、前記中軸に生じる歪みが微小であるため、燃焼圧を精度良く検出できないことが考えられる。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、被検出体に生じた歪みの検出感度を向上させやすい歪み検出センサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様は、被検出体（１０）に取り付けて用いられ、前記被検出体に生じる歪みを検出する歪み検出センサ（１）であって、
軸方向（Ｘ）において互いに間隔を空けて並んで配されるとともに、前記被検出体の変形に追従して、互いに軸方向に相対変位する一対の入力変位部（２）と、
一対の前記入力変位部の間に配され、一対の前記入力変位部の相対変位によって、軸方向に直交する方向に相対変位する複数の出力変位部（３）と、
一対の前記出力変位部同士を連結するとともに、一対の前記出力変位部の相対変位量を検出する変位量検出部（４）と、を有し、
前記入力変位部と前記出力変位部とは、前記変位量検出部によって連結された一対の前記出力変位部の相対変位量が、一対の前記入力変位部の相対変位量よりも大きくなるよう構成されている、歪み検出センサにある。
【０００７】
本発明の第二の態様は、被検出体（１０）に取り付けて用いられ、前記被検出体に生じる歪みを検出する歪み検出センサ（１）であって、
軸方向（Ｘ）において互いに間隔を空けて並んで配されるとともに、前記被検出体の変形に追従して、互いに軸方向に相対変位する一対の入力変位部（２）と、
一対の前記入力変位部の間に配され、一対の前記入力変位部の相対変位によって、軸方向に直交する方向に相対変位する複数の出力変位部（３）と、
一対の前記出力変位部同士を連結するとともに、一対の前記出力変位部の相対変位量に応じた圧力を検出する圧力検出部（４０）と、を有し、
前記入力変位部と前記出力変位部とは、前記圧力検出部によって連結された一対の前記出力変位部の相対変位量が、一対の前記入力変位部の相対変位量よりも小さくなるよう構成されている、歪み検出センサにある。
【発明の効果】
【０００８】
前記第一の態様の歪み検出センサにおいて、入力変位部と出力変位部とは、変位量検出部によって連結された一対の出力変位部の相対変位量が、一対の入力変位部の相対変位量よりも大きくなるよう構成されている。そして、変位量検出部は、一対の出力変位部の相対変位量を検出する。それゆえ、仮に一対の入力変位部の相対変位量が比較的小さい場合であっても、一対の出力変位部の相対変位量を、前記一対の入力変位部の相対変位量よりも大きく、かつ、変位量検出部による変位量の検出を充分に行える程度の大きな変位に拡大することができる。これにより、歪み検出センサにおける被検出体の歪みの検出感度を向上させることができる。
【０００９】
また、前記第二の態様の歪み検出センサにおいて、入力変位部と出力変位部とは、圧力検出部によって連結された一対の出力変位部の相対変位量が、一対の入力変位部の相対変位量よりも小さくなるよう構成されている。そして、圧力検出部は、一対の出力変位部の相対変位量に応じた圧力を検出する。それゆえ、本態様の歪み検出センサにおいては、圧力検出部に生じる応力を拡大させることができる。これにより、歪み検出センサにおける被検出体の歪みの検出感度を向上させることができる。このことに関する詳細な説明は、後述する。
【００１０】
以上のごとく、前記態様によれば、被検出体に生じた歪みの検出感度を向上させやすい歪み検出センサを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１における、歪み検出センサの断面図。
【図２】実施形態１における、歪み検出センサの変位量検出部周辺の拡大断面図。
【図３】実施形態１における、出力変位部及び変位量検出部の正面図。
【図４】実施形態１における、出力変位部及び変位量検出部の上面図。
【図５】実施形態１における、入力変位部を変位量検出部側から見た図。
【図６】実施形態１における、第一ハウジング、第二ハウジング及びハウジングカバーの分解斜視図。
【図７】実施形態１における、歪み検出センサを被検出体に取り付けた取付構造を示す断面図。
【図８】図２の状態から、一対の出力変位部が互いに離れるよう変位した状態を示す、歪み検出センサの変位量検出部周辺の拡大断面図。
【図９】実施形態１における、一対の入力変位部の相対変位量を説明するための説明図。
【図１０】実施形態１における、一対の出力変位部の相対変位量を説明するための説明図。
【図１１】実施形態２における、歪み検出センサの変位量検出部周辺の拡大断面図。
【図１２】実施形態３における、歪み検出センサの変位量検出部周辺の拡大断面図。
【図１３】実施形態３における、リンク構造体の正面図。
【図１４】図１２の状態から、一対の出力変位部が互いに離れるよう変位した状態を示す、歪み検出センサの変位量検出部周辺の拡大断面図。
【図１５】実施形態４における、歪み検出センサの変位量検出部周辺の拡大断面図。
【図１６】実施形態４における、一対の入力変位部、複数の出力変位部、及び変位量検出部の斜視図。
【図１７】実施形態４における、複数の出力変位部、及び変位量検出部の斜視図。
【図１８】実施形態４における、複数の出力変位部、及び変位量検出部の上面図。
【図１９】実施形態４における、入力変位部を変位量検出部側から見た図。
【図２０】実施形態４における、入力変位部の正面図。
【図２１】実施形態４における、複数の出力変位部の変位の様子を示すための説明図。
【図２２】実施形態４における、一対の入力変位部の変位の様子を示すための説明図。
【図２３】実施形態５における、歪み検出センサの断面図。
【図２４】実施形態５における、歪み検出センサの圧力検出部周辺の拡大断面図。
【図２５】図２４の状態から、一対の出力変位部が互いに近付くよう変位した状態を示す、歪み検出センサの圧力検出部周辺の拡大断面図。
【図２６】実施形態５における、歪み検出センサの被検出体に取り付けた取付構造を示す断面図。
【図２７】実施形態６における、歪み検出センサの圧力検出部周辺の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
歪み検出センサの実施形態につき、図１〜図１０を用いて説明する。
本実施形態の歪み検出センサ１は、図７に示すごとく、被検出体に取り付けて用いられ、被検出体に生じる歪みを検出するものである。本実施形態において、被検出体は内燃機関である。具体的には、被検出体は内燃機関の一部を構成するシリンダヘッド１０である。そして、歪み検出センサ１は、内燃機関の燃焼室内における燃焼圧を検出するために用いられる。以後、適宜、被検出体をシリンダヘッド１０という。
【００１３】
図２に示すごとく、歪み検出センサ１は、一対の入力変位部２と複数の出力変位部３と変位量検出部４とを有する。一対の入力変位部２は、軸方向Ｘにおいて互いに間隔を空けて並んで配されている。さらに、一対の入力変位部２は、シリンダヘッド１０の変形に追従して、互いに軸方向Ｘに相対変位する。複数の出力変位部３は、一対の入力変位部２の間に配されている。さらに、複数の出力変位部３は、一対の入力変位部２の相対変位によって、軸方向Ｘに直交する方向に相対変位する。なお、本実施形態において、出力変位部３は、２つ配設されている。
【００１４】
図２〜図４に示すごとく、変位量検出部４は、一対の出力変位部３同士を連結している。そして、変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出する。入力変位部２と出力変位部３とは、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の相対変位量が、一対の入力変位部２の相対変位量よりも大きくなるように構成されている。そして、本実施形態において、変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出する。
【００１５】
なお、図１、図２、図７、図８等の断面図において、入力変位部２、出力変位部３、変位量検出部４に関しては、断面ではなく、正面から見た形状を表している。
【００１６】
まず、被検出体であるシリンダヘッド１０につき説明する。
図７に示すごとく、シリンダヘッド１０は、歪み検出センサ１を取り付けるための有底穴１０１を有する。有底穴１０１は、内燃機関の燃焼室と反対側に向かって開口している。そして、有底穴１０１における燃焼室側の部位は閉塞されている。すなわち、有底穴１０１と燃焼室とは連通されていない。以後、便宜上、軸方向Ｘにおける有底穴１０１の開口側を基端側、その反対側を先端側という。
【００１７】
有底穴１０１は、基端側穴部１０１ａと、基端側穴部１０１ａの先端側に位置する先端側穴部１０１ｂとを有する。基端側穴部１０１ａは、内周面が軸方向Ｘにおいて一定の内径を有する。先端側穴部１０１ｂの内周面には、歪み検出センサ１が螺合できるよう形成された雌ネジ部１０１ｃが形成されている。また、先端側穴部１０１ｂは、基端側穴部１０１ａよりも小径に形成されている。
【００１８】
次に、歪み検出センサ１の構造について説明する。
図１、図６に示すごとく、歪み検出センサ１は、第一ハウジング５と第二ハウジング６とを有する。第一ハウジング５は、第二ハウジング６の基端側に配されている。
【００１９】
第一ハウジング５は、頭部５１と第一円柱状部５２と第一連結部５３とを有する。頭部５１は、図７に示すごとく、その先端側端面において、シリンダヘッド１０の表面のうちの有底穴１０１の周辺に当接する。図１、図６に示すごとく、頭部５１の基端側端面には、レンチ等の締結工具を挿入するための工具挿入孔５１１が形成されている。第一円柱状部５２は、頭部５１の先端側端部から先端側に向かって延設されている。また、第一円柱状部５２は、略円柱形状を有する。第一連結部５３は、全体として略Ｌ字状を呈している。第一連結部５３は、第一立設部５３１と第一対向部５３２とを有する。第一立設部５３１は、第一円柱状部５２の先端面における、軸方向Ｘに直交する横方向Ｙの一方側（以後、Ｙ１側という。）の端部から、軸方向Ｘの先端側に向かって立設している。第一立設部５３１は、軸方向Ｘに直交する断面が略円弧状を呈している。そして、第一対向部５３２は、第一立設部５３１の先端部から、横方向ＹのＹ１側と反対側（以後、Ｙ２側という。）に向かって延設されている。
【００２０】
第二ハウジング６は、雄ネジ部６１と第二円柱状部６２と第二連結部６３とを有する。雄ネジ部６１は、第二ハウジング６の先端部において、シリンダヘッド１０の雌ネジ部１０１ｃに螺合可能に形成されている。第二円柱状部６２は、雄ネジ部６１の基端側端部から基端側に向かって延設されている。第二円柱状部６２は、略円柱形状を有する。第二連結部６３は、全体として略Ｌ字状を呈している。第二連結部６３は、第二立設部６３１と第二対向部６３２とを有する。第二立設部６３１は、第二円柱状部６２の先端面におけるＹ２側の端部から、軸方向Ｘの基端側に向かって立設している。第二立設部６３１は、軸方向Ｘに直交する断面が略円弧状を呈している。第二対向部６３２は、第二立設部６３１の基端側の端部から、横方向ＹのＹ１側に向かって延設されている。
【００２１】
図１に示すごとく、第一ハウジング５と第二ハウジング６とは、第一対向部５３２と第二対向部６３２とが軸方向Ｘにおいて互いに対向するとともに、第一立設部５３１と第二立設部６３１とが横方向Ｙにおいて互いに対向するよう組み付けられている。
【００２２】
図２に示すごとく、第一ハウジング５の第一対向部５３２の基端側端面と、第二ハウジング６の第二対向部６３２の先端側端面とのそれぞれに、三角柱体７が接合されている。三角柱体７は、軸方向Ｘ及び横方向Ｙの双方に直交する縦方向Ｚから見たとき、二等辺三角形状を呈している。各三角柱体７は、横方向Ｙにおける中央に向かうにつれて、軸方向Ｘにおける一対の三角柱体７の中間側へ向かうよう突出した形状を有する。本実施形態において、一対の三角柱体７が、一対の入力変位部２を構成している。
【００２３】
以後、適宜、軸方向Ｘにおける一対の入力変位部２の中間側を軸方向中間側といい、その反対側を軸方向外側という。
【００２４】
図２、図５に示すごとく、各入力変位部２は、互いに横方向Ｙに隣接する一対の入力当接面２１を有する。本実施形態において、入力当接面２１は、軸方向Ｘに直交する面に対して傾斜するとともに縦方向Ｚに平行な面である。各入力変位部２の一対の入力当接面２１は、横方向Ｙにおいて互いに近付くほど、軸方向Ｘの軸方向中間側へ向かうよう傾斜している。図２に示すごとく、入力当接面２１が、軸方向Ｘに直交する面との間になす角θ１は、４５°未満である。すなわち、角θ１は、０°＜θ１＜４５°、を満たす。また、図５に示すごとく、入力当接面２１は、縦方向Ｚにおける入力変位部２の全体にわたって形成されている。
【００２５】
図２に示すごとく、一対の入力変位部２の間に、一対の出力変位部３が配されている。出力変位部３は、軸方向Ｘにおいて重なる位置に配された入力当接面２１同士の間に挟まれている。すなわち、一対の出力変位部３のうち、一方の出力変位部３は、一対の入力変位部２のＹ１側の入力当接面２１同士の間に配されており、他方の出力変位部３は、一対の入力変位部２のＹ２側の入力当接面２１同士の間に配されている。一対の出力変位部３は、横方向Ｙに互いに対向するように配されている。また、一対の出力変位部３は、変位量検出部４によって横方向Ｙに連結されている。
【００２６】
図２〜図４に示すごとく、各出力変位部３は、略直方体形状を呈している。各出力変位部３は、横方向Ｙにおける一対の出力変位部３の中間側の角部に、一対の出力当接面３１が形成されている。出力当接面３１は、軸方向Ｘに直交する面に対して傾斜するとともに、縦方向Ｚに平行である。図４に示すごとく、出力当接面３１は、縦方向Ｚにおける出力変位部３の全体にわたって形成されている。
【００２７】
図２に示すごとく、入力変位部２と出力変位部３とは、互いに摺動可能に当接している。入力当接面２１は、入力変位部２における出力変位部３に当接する面であり、出力当接面３１は、出力変位部３における入力変位部２に当接する面である。入力変位部２の入力当接面２１、及び出力変位部３の出力当接面３１のそれぞれは、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の並び方向（すなわち、本実施形態においては横方向Ｙ）における一対の出力変位部３の中間側に向かうにつれて、軸方向中間側に向かうよう形成されている。これにより、後述するように、一対の入力変位部２が互いに軸方向Ｘに近付くように相対変位したとき、一対の出力変位部３は、互いに横方向Ｙに遠ざかるように相対変位する。本実施形態において、入力変位部２と出力変位部３とは、ＰＴＦＥ（すなわちポリテトラフルオロエチレン）等の低摩擦材料からなり、これによって、入力変位部２と出力変位部３とが、互いに摺動可能になっている。なお、以後、横方向Ｙにおける一対の出力変位部３の中間側を横方向中間側といい、その反対側を横方向外側ということもある。
【００２８】
入力当接面２１及び出力当接面３１の双方は、横方向Ｙの横方向中間側に向かうにつれて、軸方向Ｘの軸方向中間側に向かうよう傾斜した平面である。互いに当接する入力当接面２１と出力当接面３１とは、互いに平行である。すなわち、出力当接面３１が、軸方向Ｘに直交する面との間になす角も、入力当接面２１が軸方向Ｘに直交する面との間になす角θ１と同様、０°超過、４５°未満である。そして、入力当接面２１と出力当接面３１とは、互いに面接触している。
【００２９】
図４に示すごとく、歪み検出センサ１は、２つの変位量検出部４を有する。図２〜図４に示すごとく、変位量検出部４は、一対の出力変位部３同士を連結するとともに弾性変形可能な弾性部材４１を有する。弾性部材４１は、一対の入力変位部２が互いに離れる方向に変位したとき、連結する一対の出力変位部３同士を近付けるよう付勢されている。２つの変位量検出部４の弾性部材４１は、一対の出力変位部３の間における縦方向Ｚの両側部に配されている。弾性部材４１は、シリンダヘッド１０に対する歪み検出センサ１の取付時、及び、シリンダヘッド１０に生じた歪みの検出時のいずれにおいても、自由状態よりも横方向Ｙに引き伸ばされた状態にて配されている。これにより、弾性部材４１は、シリンダヘッド１０に対する歪み検出センサ１の取付時、及びシリンダヘッド１０に生じた歪みの検出時のいずれにおいても、横方向Ｙに圧縮される方向に付勢されている。弾性部材４１は、例えば、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、スプリング等からなる。
【００３０】
図２〜図４に示すごとく、変位量検出部４は、歪みゲージ４２を有する。図３に示すごとく、歪みゲージ４２は、可撓性を有するシート４２１と、シート４２１上に配された金属パターン４２２とを有する。図３に示すごとく、金属パターン４２２は、横方向Ｙに複数回折り返された形状を有し、全体としてジグザグ形状を呈している。また、歪みゲージ４２の金属パターン４２２の両端のそれぞれには、歪みゲージ４２の出力を外部に伝達するための配線４３が接合されている。図１、図７に示すごとく、配線４３は、第一ハウジング５に形成された配線配置溝５４内に配されている。
【００３１】
図４に示すごとく、２つの変位量検出部４の歪みゲージ４２は、２つの弾性部材４１における縦方向Ｚの互いに遠い側の面にそれぞれ貼り付けられている。変位量検出部４は、弾性部材４１の伸縮に起因して歪みゲージ４２に生じる圧力を測定することにより、シリンダヘッド１０に生じた歪みを検出する。
【００３２】
図１に示すごとく、第一ハウジング５と第二ハウジング６とは、第一ハウジング５の外周と第二ハウジング６の外周とに連続して配置された円筒形状のハウジングカバー１１によって一体化されている。図６に示すごとく、ハウジングカバー１１は、横方向Ｙの中央において、二分割された一対のカバー分割部１１１を有する。カバー分割部１１１は、軸方向Ｘに直交する断面形状が半円弧状を呈している。
【００３３】
図１、図６に示すごとく、カバー分割部１１１の内周面には、内周側に突出する凸部１１２が、軸方向Ｘに沿って連続して形成されている。図１に示すごとく、第一ハウジング５の外周面には、凸部１１２と嵌合可能に構成された第一凹部５５が軸方向Ｘに沿って連続して形成されている。第二ハウジング６の外周面には、凸部１１２と嵌合可能に構成された第二凹部５６が軸方向Ｘに沿って連続して形成されている。凸部１１２と第一凹部５５及び第二凹部５６との嵌合により、第一ハウジング５と第二ハウジング６とが相対的に回転することを防止することができる。
【００３４】
次に、図２、図８〜図１０を用いて、一対の入力変位部２の軸方向Ｘの相対変位によって、一対の出力変位部３が横方向Ｙに相対変位することに関して説明する。
【００３５】
図８、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）は、図２、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示す状態から、一対の入力変位部２が、互いに近付くように相対変位した状態を示している。また、図９は、一対の入力変位部２の相対変位前の状態と相対変位後の状態とを、紙面上下に並べて表したものであり、図１０は、一対の入力変位部２の相対変位前の状態と相対変位後の状態とを、紙面左右に並べて表したものである。そして、図９（ａ）と図１０（ａ）とは同一の状態を表しているとともに、図９（ｂ）と図１０（ｂ）とは同一の状態を表している。
【００３６】
まず、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位した場合、すなわち図２、図９（ａ）及び図１０（ａ）に表す状態から図８、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、一対の出力変位部３は、入力変位部２に押され、入力当接面２１を摺動しながら互いに横方向Ｙに離れるように相対変位する。これに伴い、弾性部材４１は横方向Ｙに引き伸ばされ、弾性部材４１に貼り付けられた歪みゲージ４２も弾性部材４１の伸びに追従して引き伸ばされる。
【００３７】
ここで、図９に示すごとく、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように距離ｄｘだけ相対変位したと仮定する。このとき、それぞれの入力変位部２は、出力変位部３に対して、軸方向Ｘに距離（１／２）ｄｘずつ変位したこととなる。そして、図１０に示すごとく、一対の入力変位部２が軸方向Ｘに互いに近付くように距離ｄｘだけ相対変位したときの、一対の出力変位部３の横方向Ｙの相対変位量をｄｙと仮定する。この場合、それぞれの出力変位部３は、一対の入力変位部２の相対変位前の状態から、横方向Ｙに（１／２）ｄｙずつ変位したこととなる。
【００３８】
そして、幾何学的に、相対変位量ｄｘと相対変位量ｄｙと前述の角θ１との関係は、次のようになる。
ｄｙ＝ｄｘ／ｔａｎθ１      ・・・式（１）
ここで、前述のごとく、角θ１は、０°＜θ１＜４５°、を満たすので、ｔａｎθ１は、０＜ｔａｎθ１＜１を満たす。それゆえ、ｄｙは、ｄｙ＞ｄｘを満たす。例えば、角θ１が７°であったとする。この場合、前記式（１）は、ｄｙ＝ｄｘ／ｔａｎ（７ｄｅｇ）≒８．１ｄｘ、となる。すなわち、角θ１が７°のとき、一対の出力変位量ｄｙは、一対の入力変位量の相対変位量ｄｘの約８．１倍となる。
【００３９】
次に、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに離れるように相対変位した場合、すなわち、図８、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に表す状態から図２、図９（ａ）及び図１０（ａ）に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、一対の出力変位部３は、弾性部材４１の復元力によって互いに引き寄せられ、入力当接面２１を摺動しながら互いに横方向Ｙに近付くように相対変位する。これに伴い、弾性部材４１は横方向Ｙに復元され、弾性部材４１に貼り付けられた歪みゲージ４２も弾性部材４１の復元に追従して引張応力が解放される。
【００４０】
そして、歪みゲージ４２は、弾性部材４１の変位量を測定する。つまり、変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出する。
【００４１】
次に、図７に示すごとく、シリンダヘッド１０に対する歪み検出センサ１の取付方法の一例、及び、シリンダヘッド１０に歪み検出センサ１を取り付ける際に歪み検出センサ１に生じる応力につき説明する。
【００４２】
まず、歪み検出センサ１をシリンダヘッド１０の有底穴１０１に挿入し、歪み検出センサ１の雄ネジ部６１を、有底穴１０１の先端側穴部１０１ｂの雌ネジ部１０１ｃの基端側端部に当接させる。次いで、工具挿入孔５１１にレンチ等の締結工具を嵌合させ、歪み検出センサ１の雄ネジ部６１を、有底穴１０１の雌ネジ部１０１ｃに螺合し、頭部５１の先端側端面を、シリンダヘッド１０の有底穴１０１の周囲に当接させる。頭部５１の先端側端面が、シリンダヘッド１０に当接した後、さらに、有底穴１０１の雌ネジ部１０１ｃに対する歪み検出センサ１の雄ネジ部６１の螺合を進める。これにより、第一ハウジング５に対して第二ハウジング６が先端側に変位する。
【００４３】
第一ハウジング５に対して第二ハウジング６が先端側に変位することに伴い、前述のように、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位し、一対の出力変位部３は、互いに横方向Ｙに離れるように変位する。そして、前述のように、弾性部材４１及びこれに貼り付けられた歪みゲージ４２も、横方向Ｙに引き伸ばされる。これにより、変位量検出部４には、予圧としての引張応力が印加される。なお、第二ハウジング６が第一ハウジング５に対して先端側に変位することにより、第一ハウジング５及び第二ハウジング６からなるハウジング構造体にも、引張応力が発生する。
以上のように、歪み検出センサ１をシリンダヘッド１０に対して取り付ける。
【００４４】
次に、歪み検出センサ１を取り付けた内燃機関の燃焼時に、歪み検出センサ１に生じる応力につき説明する。
【００４５】
内燃機関の燃焼時において、シリンダヘッド１０は、燃焼内からの燃焼圧を受けて軸方向Ｘに圧縮する。これにより、シリンダヘッド１０には、圧縮応力が生じる。そして、シリンダヘッド１０の軸方向Ｘの圧縮に伴って、歪み検出センサ１は、第一ハウジング５と第二ハウジング６とが軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位する。これに伴い、一対の入力変位部２は、軸方向Ｘに互いに離れる向きに変位し、一対の出力変位部３は、互いに横方向Ｙに近付くように相対変位する。これにより、歪み検出センサ１の取付時において予圧として変位量検出部４に生じていた横方向Ｙの引張応力が解放される。つまり、シリンダヘッド１０に燃焼圧が作用した場合には、変位量検出部４に生じる応力は、歪み検出センサ１の取付時において予圧として印加された引張応力に比べて減少する。なお、第一ハウジング５と第二ハウジング６とが軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位することにより、ハウジング構造体に生じていた引張応力も解放される。
【００４６】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
歪み検出センサ１において、入力変位部２と出力変位部３とは、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の相対変位量が、一対の入力変位部２の相対変位量よりも大きくなるよう構成されている。そして、変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出する。それゆえ、仮に一対の入力変位部２の相対変位量が比較的小さい場合であっても、一対の出力変位部３の相対変位量を、前記一対の入力変位部２の軸方向Ｘの相対変位量よりも大きく、かつ、変位量検出部４による変位量の検出を充分に行える程度の大きな変位に拡大することができる。これにより、歪み検出センサ１における被検出体の歪みの検出感度を向上させることができる。
【００４７】
また、変位量検出部４は、歪みゲージ４２を有する。それゆえ、変位量検出部４の出力電位を拡大させるための回路を、歪み検出センサ１内に別途設ける必要がない。それゆえ、歪み検出センサ１の小型化、部品点数の削減、及び回路の簡素化を図ることができる。
【００４８】
また、被検出体は、内燃機関であり、歪み検出センサ１は、内燃機関の燃焼室内における燃焼圧を検出するために用いられる。そのため、歪み検出センサ１によって、内燃機関用の燃焼室内における燃焼圧を高精度で検出することができる。
ここで、内燃機関に作用する燃焼圧は、例えば３ＭＰａ程度と、比較的小さいときがある。このとき、シリンダヘッド１０の軸方向Ｘの圧縮が比較的小さくなり、これに伴って、一対の入力変位部２の相対変位量が比較的小さくなる。そこで、本実施形態においては、前述のごとく、一対の出力変位部３の相対変位量を、一対の入力変位量の相対変位量よりも大きくしており、変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出するよう構成されている。これにより、幅広い範囲の燃焼圧の測定を、高精度で行うことができる。
【００４９】
また、入力変位部２と出力変位部３とは、互いに摺動可能に当接している。そして、入力当接面２１は、入力変位部２における出力変位部３に当接し、出力当接面３１は、出力変位部３における入力変位部２に当接している。さらに、入力変位部２の入力当接面２１、及び出力変位部３の出力当接面３１のそれぞれは、横方向Ｙの横方向中間側に向かうにつれて、軸方向Ｘの軸方向中間側に向かうよう形成されている。そして、変位量検出部４は、前述のような弾性部材４１を有する。それゆえ、簡易な構成で、一対の出力変位部３の相対変位量が、一対の入力変位部２の相対変位量と異なる構成とすることができる。
【００５０】
また、入力当接面２１及び出力当接面３１は、横方向Ｙの横方向中間側に向かうにつれて軸方向Ｘの軸方向中間側に向かうよう傾斜した平面である。それゆえ、入力変位部２と出力変位部３との間の摺動性を向上させやすい。これによっても、歪み検出センサ１におけるシリンダヘッド１０に生じた歪みの検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、互いに当接する入力当接面２１と出力当接面３１とが互いに平行である。そのため、入力当接面２１と出力当接面３１との接触面積を確保しやすい。それゆえ、入力変位部２と出力変位部３との間の摺動性を一層向上させることができる。これに伴い、歪み検出センサ１におけるシリンダヘッド１０に生じた歪みの検出精度を一層向上させやすい。
【００５２】
以上のごとく、本実施態様によれば、被検出体に生じた歪みの検出感度を向上させやすい歪み検出センサを提供することができる。
【００５３】
（実施形態２）
本実施形態は、図１１に示すごとく、実施形態１に対して、基本構造を同様としつつ、入力変位部２の形状を変更した実施形態である。
【００５４】
第一ハウジング５の第一対向部５３２の基端側端面と、第二ハウジング６の第二対向部６３２の先端側端面とのそれぞれに、被接合体７１が接合されている。被接合体７１は、軸方向外側の面が軸方向Ｘに直交する平面となっており、軸方向内側の面が横方向Ｙにおける中央に向かうにつれて軸方向Ｘの軸方向中間側へ向かうよう膨出した曲面となっている。本実施形態において、一対の被接合体７１が、一対の入力変位部２を構成している。
【００５５】
各入力変位部２の軸方向中間側の曲面が入力当接面２１を構成している。入力当接面２１は、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の中間側に向かうにつれて、軸方向Ｘにおける一対の入力変位部２の中間側に向かうよう湾曲した曲面である。入力当接面２１は、縦方向Ｚに直交する断面が、略円弧状を呈している。
【００５６】
一対の出力変位部３のうち、一方の出力変位部３の出力当接面３１は、入力当接面２１における横方向Ｙの中央よりもＹ１側の領域に当接しており、他方の出力変位部３の出力当接面３１は、入力当接面２１における横方向Ｙの中央よりもＹ２側の領域に当接している。
【００５７】
その他は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００５８】
本実施形態においては、出力当接面３１を前述のような曲面としているため、入力当接面２１と出力当接面３１とが、少なくとも一方の角部において当接することを防止することができる。これにより、入力変位部２と出力変位部３との間の摺動性を向上させることができる。これに伴い、歪み検出センサ１におけるシリンダヘッドに生じた歪みの検出精度を向上させることができる。また、入力当接面２１と出力当接面３１との一方を前述のような曲面とすることにより、入力当接面２１と出力当接面３１との双方を厳密に設計しなくても、入力変位部２と出力変位部３との摺動性を確保することができる。そのため、歪み検出センサ１の生産性向上を図ることもできる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００５９】
（実施形態３）
本実施形態は、図１２〜図１４に示すごとく、実施形態１に対して、基本構造を同様としつつ、入力変位部２の構成を変更した実施形態である。本実施形態において、一対の入力変位部２のうち、一方の入力変位部２は第二ハウジング６の第二対向部６３２によって構成されており、他方の入力変位部２は第一ハウジング５の第一対向部５３２の基端側端面に接合された後述するリンク構造体８のメインリンク８１によって構成されている。
【００６０】
リンク構造体８は、メインリンク８１と一対のサブリンク８２と一対のアーム８３とを有する。一対のサブリンク８２のうち、一方のサブリンク８２は横方向ＹのＹ１側の出力変位部３の先端面に接合されており、他方のサブリンク８２はＹ２側の出力変位部３の先端面に接合されている。そして、アーム８３は、メインリンク８１と一方のサブリンク８２とを連結しており、他方のアーム８３は、メインリンク８１と他方のサブリンク８２とを連結している。各アーム８３は、メインリンク８１を起点として縦方向Ｚに直交する面上を回動可能にメインリンク８１に取り付けられているとともに、接続されるサブリンク８２を起点としても縦方向Ｚに直交する面上を回動可能にサブリンク８２に取り付けられている。つまり、各アーム８３は、メインリンク８１に対して、図１３に示す矢印Ａ１の方向に回動可能に取り付けられているとともに、サブリンク８２に対して、図１３に示す矢印Ａ２の方向に回動可能に取り付けられている。アーム８３は剛性の高い材料からなる。
【００６１】
また、図１２に示すごとく、一対の出力変位部３の基端側端面は、第二ハウジング６の第二対向部６３２の先端側端面に摺動可能に当接している。例えば、第二対向部６３２の先端側端面を低摩擦材にてコーティングする構成とすることにより、一対の出力変位部３の基端側端面と第二ハウジング６の第二対向部６３２の先端側端面とを互いに摺動可能とすることができる。
【００６２】
次に、図１２、図１４を用いて、一対の入力変位部２の軸方向Ｘの相対変位によって、一対の出力変位部３が横方向Ｙに相対変位することに関して説明する。図１４は、図１２に示す状態から、一対の入力変位部２が、互いに近付くように相対変位した状態を示している。
【００６３】
まず、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位した場合、すなわち図１２に表す状態から図１４に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、リンク構造体８の一対のサブリンク８２は、リンク構造体８のリンク機構により、軸方向Ｘにおけるメインリンク８１との距離を縮めながら、横方向Ｙにおいて互いに離れる方向に変位する。これに伴い、一対の出力変位部３も、互いに横方向Ｙに離れるように相対変位する。
【００６４】
次に、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに離れるように相対変位した場合、すなわち、図１４に表す状態から図１２に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、一対の出力変位部３は、弾性部材４１の復元力によって互いに引き寄せられ、互いに横方向Ｙに近付くように相対変位する。なお、出力変位部３が横方向Ｙに移動する間は、出力変位部３は、第二ハウジング６の第二対向部６３２の先端側端面を摺動する。
【００６５】
その他は、実施形態１と同様である。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００６６】
（実施形態４）
本実施形態は、図１５〜図２２に示すごとく、実施形態１に対して、基本構造を同様としつつ、出力変位部３の数を変更した実施形態である。具体的には、本実施形態は、図１７、図１８に示すごとく、一対の入力変位部２の間に、３つの出力変位部３を配した実施形態である。
【００６７】
本実施形態において、図１５に示すごとく、第一ハウジング５の第一対向部５３２の基端側端面と第二ハウジング６の第二対向部６３２の先端側端面とのそれぞれに、三角錐体１２が接合されている。図１６、図１９、図２０に示すごとく、三角錐体１２は、軸方向Ｘに短尺な三角錐形状を呈している。三角錐体１２は、軸方向Ｘの軸方向中間側に向かって突出した形状を有するとともに、軸方向外側に軸方向Ｘに直交する底面１２１を有する。図１５に示すごとく、各三角錐体１２は、底面１２１において、第一ハウジング５又は第二ハウジング６に接合されている。
【００６８】
本実施形態において、一対の三角錐体１２が、一対の入力変位部２を構成している。そして、図１９に示すごとく、各入力変位部２における底面１２１以外の３つの面が、入力当接面２１となっている。入力変位部２の各入力当接面２１は、歪み検出センサ１の径方向の内周側に向かうほど、軸方向Ｘにおける軸方向中間側に向かうよう傾斜した平面である。
【００６９】
図１６〜図１８に示すごとく、一対の入力変位部２の間に、３つの出力変位部３が配されている。図１５、図１６に示すごとく、出力変位部３は、軸方向Ｘにおいて重なる位置に配された入力当接面２１同士の間に挟まれている。図１８に示すごとく、３つの出力変位部３は、歪み検出センサ１の周方向において、等間隔に配されている。
【００７０】
図１７、図１８に示すごとく、各出力変位部３は、略三角柱形状を呈している。各出力変位部３における軸方向Ｘの両端面は、三角形状を呈しているとともに、出力当接面３１を構成している。出力当接面３１は、歪み検出センサ１の径方向の内周側へ向かうほど軸方向Ｘの軸方向中間側へ向かうように傾斜した平面である。
【００７１】
そして、歪み検出センサ１の周方向に隣接する一対の出力変位部３同士は、変位量検出部４によって連結されている。本実施形態の歪み検出センサ１は、前述のごとく、３つの出力変位部３を有するため、全組み合わせとして三対の出力変位部３を有する。そして、本実施形態の歪み検出センサ１は、これら対をなす出力変位部３同士をそれぞれ連結する変位量検出部４を、３つ有する。
【００７２】
変位量検出部４の弾性部材４１は、対をなす出力変位部３同士を、出力変位部３における外周側端部において、前記対をなす出力変位部３の並び方向に連結している。弾性部材４１は、シリンダヘッド１０に対する歪み検出センサ１の取付時、及び、シリンダヘッド１０に生じた歪みの検出時のいずれにおいても、自由状態よりも、連結する一対の出力変位部３の並び方向に引き伸ばされた状態にて配されている。これにより、弾性部材４１は、シリンダヘッド１０に対する歪み検出センサ１の取付時、及びシリンダヘッド１０に生じた歪みの検出時のいずれにおいても、連結する一対の出力変位部３の並び方向に圧縮される方向に付勢されている。そして、各変位量検出部４は、弾性部材４１の外周側面に、それぞれ、歪みゲージ４２が貼り付けられている。各歪みゲージ４２の金属パターン４２２は、その歪みゲージ４２が取り付けられた弾性部材４１が連結する一対の出力変位部３の並び方向に複数回折り返された形状を有する。
【００７３】
本実施形態においても、入力当接面２１及び出力当接面３１は、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の並び方向における一対の出力変位部３の中間側に向かうにつれて、軸方向Ｘにおける軸方向中間側に向かうように構成されている。また、互いに当接する入力当接面２１と出力当接面３１とは、互いに平行である。
【００７４】
次に、図２１、図２２を用いて、一対の入力変位部２の軸方向Ｘの相対変位によって、一対の出力変位部３が軸方向Ｘに直交する方向に相対変位することに関して説明する。なお、図２１において実線で表したもの、及び、図２２（ｂ）は、図２１において破線で示す状態、及び図２２（ａ）に示す状態から、一対の入力変位部２が、互いに近付くように相対変位した状態を示している。また、図２２は、一対の入力変位部２の相対変位前の状態と相対変位後の状態とを、紙面左右に並べて表したものである。
【００７５】
まず、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位した場合、すなわち図２１において破線で表す状態、及び図２２（ａ）に表す状態から、図２１において実線で表す状態、および図２２（ｂ）に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、３つの出力変位部３は、入力変位部２に押され、入力当接面２１を摺動しながら互いに径方向の外側に向かって変位し、互いに遠ざかる。これに伴い、弾性部材４１は、連結する出力変位部３の並び方向に引き伸ばされ、弾性部材４１に貼り付けられた歪みゲージ４２も弾性部材４１の伸びに追従して引き伸ばされる。
【００７６】
ここで、図２２に示すごとく、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように距離αだけ相対変位したと仮定する。このとき、それぞれの入力変位部２は、出力変位部３に対して、軸方向Ｘに距離（１／２）αずつ変位したこととなる。
【００７７】
そして、図２１に示すごとく、一対の入力変位部２が軸方向Ｘに互いに近付くように距離αだけ相対変位したときの、一対の出力変位部３の並び方向における任意の１つの出力変位部３（以後、対象出力変位部３１という。）の径方向の変位量をβとする。そして、一対の入力変位部２が軸方向Ｘに互いに近付くように距離αだけ相対変位したときの、対象出力変位部３１と、対象出力変位部３１に隣接する１つの出力変位部３（以後、隣接出力変位部３２という。）と、を連結する変位量検出部４の延び量をγとする。
【００７８】
さらに、図示は省略するが、各入力当接面２１と軸方向Ｘに直交する面との間になす角をθ２とする。また、図２１に示すごとく、一対の入力変位部２が軸方向Ｘに相対変位したときの、対象出力変位部３１の変位方向をＤ方向とし、対象出力変位部３１と隣接出力変位部３２との並び方向をＬ方向とする。そして、軸方向Ｘから見たときの、Ｄ方向に延びる直線とＬ方向に延びる直線との間になす角をθ３とする。
【００７９】
この場合、幾何学的に、距離α、β、γ、角θ２、θ３の関係は、次のようになる。
β＝α／（２ｔａｎθ２）      ・・・式（２）
γ＝α×ｃｏｓθ３／ｔａｎθ２      ・・・式（３）
そして、本実施形態においても、実施形態１と同様、変位量検出部４によって連結された一対の出力変位部３の相対変位量（すなわちγ）は、一対の入力変位部２の相対変位量（すなわちα）よりも大きい。つまり、本実施形態においては、前記式（３）において、γ＞αとなる。
【００８０】
なお、４つ以上の出力変位部３が、歪み検出センサ１の周方向において等間隔に配されている構成においても、前記式（２）及び前記式（３）を適用可能である。この場合、各θ２は、出力変位部の数をｎとおいたとき、θ２＝（ｎ−２）×π／２ｎ、で表される。
【００８１】
次に、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに離れるように相対変位した場合、すなわち、図２１において実線で表す状態、および図２２（ｂ）に表す状態から、図２１において破線で表す状態、及び図２２（ａ）に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、一対の出力変位部３は、弾性部材４１の復元力によって互いに引き寄せられ、入力当接面２１を摺動しながら互いに近付くように相対変位する。これに伴い、弾性部材４１は連結する出力変位部３の並び方向に復元され、弾性部材４１に貼り付けられた歪みゲージ４２も弾性部材４１の復元に追従して引張応力が解放される。
【００８２】
そして、歪みゲージ４２は、弾性部材４１の変位量を測定する。つまり、変位量検出部４は、一対の出力変位部３の相対変位量を検出する。
【００８３】
その他は、実施形態１と同様である。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００８４】
（実施形態５）
本実施形態は、図２３〜図２６に示すごとく、歪み検出センサ１が、圧力検出部４０を備える実施形態である。
【００８５】
本実施形態の歪み検出センサ１も、被検出体に取り付けて用いられ、被検出体に生じる歪みを検出する。本実施形態においても、被検出体は内燃機関の一部を構成するシリンダヘッド１０である。そして、本実施形態においても、歪み検出センサ１は、内燃機関の燃焼室内における燃焼圧を検出するために用いられる。
【００８６】
本実施形態において、歪み検出センサ１は、一対の入力変位部２と複数の出力変位部３と圧力検出部４０を有する。一対の入力変位部２は、軸方向Ｘにおいて互いに間隔を空けて並んで配されている。さらに、一対の入力変位部２は、シリンダヘッド１０の変形に追従して、互いに軸方向Ｘに相対変位する。複数の出力変位部３は、一対の入力変位部２の間に配されている。さらに、複数の出力変位部３は、一対の入力変位部２の相対変位によって、軸方向Ｘに直交する方向に相対変位する。なお、本実施形態において、歪み検出センサ１は、二対の入力変位部２を有する。
【００８７】
圧力検出部４０は、一対の出力変位部３同士を連結するとともに、一対の出力変位部３の相対変位量に応じた圧力を検出する。そして、本実施形態においては、圧力検出部４０によって連結された一対の出力変位部３の相対変位量を、一対の入力変位部２の相対変位量よりも小さくしている。なお、本実施形態の歪み検出センサ１は、実施形態１〜実施形態４に示した変位量検出部を有さない。
【００８８】
まず、図２６を用いて、歪み検出センサ１を取り付けるシリンダヘッド１０につき説明する。
シリンダヘッド１０の有底穴１０１は、軸方向Ｘにおいて略一定の内径を有する。そして、有底穴１０１は、その基端側端部に雌ネジ部１０１ｃを有する。
【００８９】
次に、歪み検出センサ１について説明する。
本実施形態の歪み検出センサ１は、内燃機関の燃焼時に圧力検出部４０が圧縮されることにより、内燃機関に生じた歪みを検出するものである。図２３に示すごとく、本実施形態の歪み検出センサ１は、一体ハウジング１３、伝達部１４、固定部１５、出力変位部３、及び圧力検出部４０を有する。
【００９０】
一体ハウジング１３は、有底の円筒状に形成されている。一体ハウジング１３は、弾性変形可能な金属からなる。図２６に示すごとく、一体ハウジング１３の先端部は、歪み検出センサ１をシリンダヘッド１０に組み付けた状態において、シリンダヘッド１０の有底穴１０１に当接する受圧部１６を有する。また、一体ハウジング１３における受圧部１６よりも基端側に離れた部位には、シリンダヘッド１０の有底穴１０１に螺合可能な雄ネジ部６１が形成されている。
【００９１】
伝達部１４は、一体ハウジング１３内において、一体ハウジング１３に対して軸方向Ｘに変位可能に配されている。伝達部１４は、受圧部１６が受けた燃焼圧を圧力検出部４０に伝達するための部材である。
【００９２】
図２３に示すごとく、一体ハウジング１３内における、伝達部１４の基端側端面から基端側に離れた位置に固定部１５が配されている。固定部１５は、一体ハウジング１３に対して固定されている。
【００９３】
図２４に示すごとく、伝達部１４の基端側端面と、固定部１５の先端側端面とに、三角柱体７が接合されている。本実施形態において、三角柱体７は、縦方向Ｚから見た形状が直角三角形状を呈している。本実施形態において、伝達部１４の基端側端面に一対の三角柱体７が接合されているとともに、固定部１５の先端側端面にも一対の三角柱体７が接合されている。すなわち、歪み検出センサ１は、計４つの三角柱体７を有する。
【００９４】
本実施形態においては、伝達部１４に接合された一対の三角柱体７と、固定部１５に接合された一対の三角柱体７とが、一対の入力変位部２を構成している。入力変位部２と出力変位部３とは、互いに摺動可能に当接している。入力変位部２における出力変位部３に当接する入力当接面２１、及び出力変位部３における入力変位部２に当接する出力当接面３１のそれぞれは、圧力検出部４によって連結された一対の出力変位部３の並び方向（すなわち、本実施形態においては横方向Ｙ）における一対の出力変位部３の中間側に向かうにつれて、軸方向外側に向かうよう形成されている。入力当接面２１及び出力当接面３１の双方は、横方向Ｙの横方向中間側に向かうにつれて、軸方向Ｘの軸方向外側に向かうよう傾斜した平面である。互いに当接する入力当接面２１と出力当接面３１とは、互いに平行である。
【００９５】
伝達部１４に接合された一対の三角柱体７は、互いに横方向Ｙに離れて配されている。また、固定部１５に接合された一対の三角柱体７は、互いに横方向Ｙに離れて配されているとともに、伝達部１４に接合された三角柱体７と軸方向Ｘに重なる位置に配されている。伝達部１４に接合された一対の三角柱体７は、横方向Ｙにおいて互いに近付く側に向かうにつれて、軸方向Ｘにおける軸方向外側へ向かうように傾斜した平面である入力当接面２１を有する。また、固定部１５に接合された一対の三角柱体７は、横方向Ｙにおいて互いに近付く側に向かうにつれて、軸方向Ｘにおける軸方向外側へ向かうように傾斜した平面である入力当接面２１を有する。本実施形態において、入力当接面２１が、軸方向Ｘに直交する面との間になす角θ４は、４５°＜θ４＜９０°、を満たす。
【００９６】
歪み検出センサ１は、一対の出力変位部３を有する。一方の出力変位部３は、伝達部１４に接合されたＹ１側の三角柱体７と、固定部１５に接合されたＹ１側の三角柱体７との間に挟持されている。他方の出力変位部３は、伝達部１４に接合されたＹ２側の三角柱体７と、固定部１５に接合されたＹ２側の三角柱体７との間に挟持されている。
【００９７】
各出力変位部３は、横方向Ｙにおける一対の出力変位部３の外側の角部に一対の出力当接面３１が形成されている。出力当接面３１は、当接する入力当接面２１に平行に形成された平面である。すなわち、出力当接面３１が、軸方向Ｘに直交する面との間になす角は、４５°超過、９０°未満である。そして、互いに当接する入力当接部２１及び出力当接面３１が、軸方向Ｘに直交する面との角度を前述のように４５°超過、９０°未満とすることにより、一対の出力変位部３の相対変位量が、一対の入力変位部２の相対変位量よりも小さくなる。
【００９８】
一対の出力変位部３の間に、圧力検出部４０が配されている。本実施形態において、圧力検出部４０は、圧電素子４４とこれを挟持する一対の電極４５とを有する。圧電素子４４は、水晶、ＰＺＴ、ニオブ酸リチウム、ポリフッ化ビニリデン等からなる。そして、一対の電極４５は、圧電素子４４を、横方向Ｙの両側から挟持している。本実施形態において、圧力検出部４０は、圧力検出部４０に生じる圧縮応力を測定する。
【００９９】
次に、図２４、図２５を用いて、一対の入力変位部２の軸方向Ｘの相対変位によって、一対の出力変位部３が横方向Ｙに相対変位することに関して説明する。図２５は、図２４に示す状態から、一対の入力変位部２が、互いに近付くように相対変位した状態を示している。
【０１００】
まず、一対の入力変位部２が、軸方向Ｘに互いに近付くように相対変位した場合、すなわち図２４に表す状態から図２５に表す状態に変化する場合を想定する。この場合、一対の出力変位部３は、入力変位部２に押され、入力当接面２１を摺動しながら互いに横方向Ｙに近付くように相対変位する。これに伴い、圧力検出部４０は横方向Ｙに圧縮され、圧力検出部４０に圧縮応力が生じる。
【０１０１】
特に、本実施形態においては、圧力検出部４０に生じる圧縮応力を拡大させることができる。これは、いわゆる楔の原理に基づくものである。すなわち、一対の入力変位部２の相対変位量が一定であれば、楔の原理により、「出力変位部３の変位量」×「入力変位部２から出力変位部３に作用する、横方向Ｙにおける横方向中間側に向かって生じる力Ｆｙ」＝一定、の関係が満たされることによる。そして、本実施形態においては、前述のごとく、一対の出力変位部３の相対変位量を、一対の入力変位部２の相対変位量よりも小さくしている。そのため、楔の原理により、力Ｆｙを大きくすることができる。これにより、一対の入力変位部２が互いに近付くように相対変位したときに、一対の出力変位部３が圧力検出部４０を圧縮する力を拡大させることができる。すなわち、本実施形態において、圧力検出部４０は、一対の出力変位部３の相対変位量に反比例した圧力を検出する。
【０１０２】
次に、図２６を用いて、シリンダヘッド１０に対する歪み検出センサ１の取付方法の一例につき説明する。
【０１０３】
まず、歪み検出センサ１をシリンダヘッド１０の有底穴１０１に挿入し、歪み検出センサ１の雄ネジ部６１を、有底穴１０１の先端側穴部１０１ｂの雌ネジ部１０１ｃに螺合させ、歪み検出センサ１の受圧部１６を有底穴１０１の底部に当接させる。そして、その後、有底穴１０１の雌ネジ部１０１ｃに対する歪み検出センサ１の螺合を若干進める。これにより、圧力検出部４０が若干圧縮され、予圧が印加された状態にする。以上のように、歪み検出センサ１をシリンダヘッド１０に対して取り付ける。
【０１０４】
次に、歪み検出センサ１を取り付けた内燃機関の燃焼時に、歪み検出センサ１に生じる応力につき、説明する。
【０１０５】
内燃機関の燃焼時において、シリンダヘッド１０は、燃焼内からの燃焼圧を受けて軸方向Ｘに圧縮される。これにより、シリンダヘッド１０には、圧縮応力が生じる。
【０１０６】
そして、シリンダヘッド１０の軸方向Ｘの圧縮に伴って、シリンダヘッド１０における、一体ハウジング１３の雄ネジ部６１に接触する部分と受圧部１６に接触する部分とが、軸方向Ｘにおいて近付く。これにより、歪み検出センサ１の一体ハウジング１３は、雄ネジ部６１と受圧部１６とが軸方向Ｘにおいて近付くように変形する。これに伴い、伝達部１４は、一体ハウジング１３の底部に押され、基端側に向かって変位する。これにより、一対の入力変位部２が、互いに軸方向Ｘに近付くように相対変位する。
【０１０７】
そして、一対の入力変位部２が互いに軸方向Ｘに近付くように相対変位することに伴い、一対の出力変位部３は、互いに横方向Ｙに近付くように相対変位する。このとき、前述のごとく、一対の出力変位部３の変位量は、一対の入力変位部２の変位量よりも小さくなるため、楔の原理により、圧力検出部４０に対して比較的大きな圧縮力を作用させることができる。これにより、本実施形態の歪み検出センサ１においては、一対の入力変位部２の変位量が比較的小さい場合であっても、圧力検出部４０に作用する圧力を大きくすることができ、これにより、幅広い範囲の燃焼圧の測定を、高精度で行うことができる。
その他、実施形態１〜実施形態４と重複する説明は省略する。
【０１０８】
（実施形態６）
本実施形態は、図２７に示すごとく、入力当接面２１及び出力当接面３１の少なくとも一方を、圧力検出部４０によって連結された一対の出力変位部３の中間側に向かうに連れて、軸方向Ｘにおける一対の入力変位部２の中間側と反対側に向かうよう湾曲した曲面とした実施形態である。本実施形態においては、入力当接面２１を、曲面とした実施形態を示している。入力当接面２１は、縦方向Ｚに直交する断面が、略円弧状を呈している。
その他は、実施形態５と同様である。
【０１０９】
本実施形態においては、実施形態２及び実施形態５と同様の作用効果を奏する。
【０１１０】
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【０１１１】
例えば、前記各実施形態において、歪み検出センサは、内燃機関の燃焼室内における燃焼圧を検出するために用いられるものとしたが、これに限られない。歪み検出センサは、歪みが発生し得る、内燃機関以外の被検出体に取り付けられ、当該被検出体に生じた歪みを検出するために用いることも可能である。
【０１１２】
例えば、前記各実施形態においては、歪み検出センサを、シリンダヘッドにおける燃焼室に連通しない有底穴に取り付ける形態を示したが、燃焼室に連通する貫通孔に取り付けても良い。この場合、歪み検出センサを、グロープラグ一体型の燃焼圧センサとすることもできる。
【０１１３】
また、前記実施形態において、入力変位部と出力変位部とは、ＰＴＦＥ（すなわちポリテトラフルオロエチレン）等の低摩擦材料からなり、これによって、入力変位部と出力変位部３が、互いに摺動可能となっている形態を示したが、これに限られず、例えば入力変位部と出力変位部との互いの当接面に、入力変位部と出力変位部とが摺動可能となるようなコーティングを施してもよい。
【０１１４】
また、前記実施形態１において、入力当接面２１が、軸方向Ｘに直交する面との間になす角θ１を、４５°＜θ１＜９０°の範囲にするとともに、変位量検出部４を、横方向Ｙの応力を検出する圧力検出部（実施形態５参照）にした変形形態を採用することもできる。この場合、前述の実施形態５の作用効果と同様の作用効果を得ることが可能である。同趣旨の変更を、実施形態２〜実施形態４において行った変形形態においても、実施形態５と同様の作用効果を得ることができる。
また、実施形態５において、入力当接面２１が、軸方向Ｘに直交する面との間になす角θ４を、０°＜θ４＜４５°の範囲にするとともに、圧力検出部４０を、横方向Ｙの変位を検出する変位量検出部（実施形態１〜実施形態４参照）にした変形形態を採用することもできる。この場合、前述の実施形態１〜実施形態４の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  歪み検出センサ
１０  被検出体
２  入力変位部
３  出力変位部
４  変位量検出部
４０  圧力検出部
Ｘ  軸方向
【図１】
2018091707.tif 000003
【図２】
2018091707.tif 000004
【図３】
2018091707.tif 000005
【図４】
2018091707.tif 000006
【図５】
2018091707.tif 000007
【図６】
2018091707.tif 000008
【図７】
2018091707.tif 000009
【図８】
2018091707.tif 000010
【図９】
2018091707.tif 000011
【図１０】
2018091707.tif 000012
【図１１】
2018091707.tif 000013
【図１２】
2018091707.tif 000014
【図１３】
2018091707.tif 000015
【図１４】
2018091707.tif 000016
【図１５】
2018091707.tif 000017
【図１６】
2018091707.tif 000018
【図１７】
2018091707.tif 000019
【図１８】
2018091707.tif 000020
【図１９】
2018091707.tif 000021
【図２０】
2018091707.tif 000022
【図２１】
2018091707.tif 000023
【図２２】
2018091707.tif 000024
【図２３】
2018091707.tif 000025
【図２４】
2018091707.tif 000026
【図２５】
2018091707.tif 000027
【図２６】
2018091707.tif 000028
【図２７】
2018091707.tif 000029