(57)【要約】【課題】  ダイアフラムの熱変形を抑制することができるとともに、燃焼室で発生する煤によって圧力検出精度が低下することをも抑制できる圧力センサを提供する。【解決手段】  圧力センサ１０は、内燃機関の燃焼室に臨む位置に配設される。圧力センサ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に固定されているとともに、ハウジング２０の内側と外側とを区画しているダイアフラム３０と、ダイアフラム３０の変形に応じて出力値が変化するセンサ部５０と、ダイアフラム３０の外側の表面上で発泡してその外側の表面の全体を覆っている耐火性の断熱部材４０とを備えている。【選択図】図１
2011163915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に臨む位置に配設される圧力センサであって、
略筒状のハウジングと、
前記ハウジングに固定されているとともに、前記ハウジングの内側と外側とを区画しているダイアフラムと、
前記ハウジングの内側に配置されているとともに、そのダイアフラムの変形に応じて出力値が変化するセンサ部と、
前記ダイアフラムの外側の表面上で発泡してその外側の表面の全体を覆っている耐火性の断熱部材とを備えていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
内燃機関の燃焼室に臨む位置に配設される圧力センサであって、
略筒状のハウジングと、
前記ハウジングに固定されているとともに、前記ハウジングの内側と外側とを区画しているダイアフラムと、
前記ハウジングの内側に配置されているとともに、そのダイアフラムの変形に応じて出力値が変化するセンサ部を備えており、
前記ダイアフラムの外側の表面の全体に塗布されているとともに、燃焼室の火炎に晒されることによって発泡して耐火性の断熱部材に変化する材料が塗布されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
前記ダイアフラムの周縁から前記ダイアフラムの外側に向けて伸びている金属製のガイドを備えており、
前記断熱部材は、前記ダイアフラムの外側の表面と前記ガイドの内側の表面で画定されている空間に充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記ガイドが、前記ダイアフラムから離反するとそのダイアフラムの中心側に向かって突出する部位を備えていることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記ガイドが、前記ダイアフラムの全周に亘って連続して形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記断熱部材が、ダイアフラムへの伝熱量を１／２以下に減少させるものであり、ダイアフラムの剛性以下の剛性であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室の圧力を検出する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、内燃機関の燃焼室の圧力を検出する圧力センサが開示されている。この圧力センサは、略筒状のハウジングと、ハウジングに固定されていることによってハウジングの内側と外側を区画しているダイアフラムと、ハウジングの内側に配置されているとともにダイアフラムの変形に応じて出力値が変化するセンサ部を備えている。燃焼室を画定する壁に形成されている孔にハウジングを固定すると、ダイアフラムが燃焼室に臨む。この圧力センサでは、燃焼室の圧力が変化するのに伴ってダイアフラムが変形し、センサ部の出力値が変化することから、燃焼室の圧力を検出することができる。
【０００３】
この種の圧力センサでは、ダイアフラムが燃焼室内の高温の熱に晒されるためにダイアフラムが熱変形する可能性がある。そのため、センサ部からの出力値に燃焼室の圧力と燃焼室の温度の双方が影響する可能性がある。
特許文献１に記載の圧力センサでは、熱伝導性が良好な高熱伝導性部材でダイアフラムを被覆する。高熱伝導性部材には開口が形成されており、燃焼室内の圧力はこの開口を通じてダイアフラムに伝わる。高熱伝導性部材はダイアフラムから所定の間隙を隔てて配置されており、熱伝導性部材の周囲はハウジングの内周に接している。これにより、燃焼室内の高温の熱は、高熱伝導性部材を通じてハウジングに伝導され、ハウジングから燃焼室壁へと放熱される。このようにして、特許文献１の圧力センサでは、燃焼室内の高温の熱がダイアフラムに伝達されにくくし、ダイアフラムが熱変形しづらくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の圧力センサでは、高熱伝導性部材に開口が形成されている。そのため、この開口に燃焼室で発生する煤が詰まることによって、燃焼室の圧力がダイアフラムに適切に伝達されない事態が生じるおそれがある。また、この開口を通じて高熱伝導性部材とダイアフラムとの間の間隙に煤が入り込み、高熱伝導性部材とダイアフラムとが煤を介して固着する場合もある。このような場合、ダイアフラムに作用する圧力とダイアフラムの変形量の関係が変化し、圧力センサによる圧力検出精度が低下する可能性がある。
【０００６】
本明細書で開示される技術は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダイアフラムの熱変形を抑制することができるとともに、燃焼室で発生する煤によって圧力検出精度が低下することをも抑制できる圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示されている圧力センサは、内燃機関の燃焼室を臨む位置に配設して用いられる。この圧力センサは、略筒状のハウジングと、そのハウジングに固定されているとともにハウジングの内側と外側とを区画しているダイアフラムと、そのハウジングの内側に配置されているとともにダイアフラムの変形に応じて出力値が変化するセンサ部を備えている。
【０００８】
本明細書に開示されている一つの圧力センサは、内燃機関に取り付けるに先立って、ダイアフラムの熱変形を抑制する断熱部材が完成している。すなわち、ダイアフラムの外側の表面上で発泡してダイアフラムの外側の表面の全体を覆っている耐火性の断熱部材を備えている。
【０００９】
上記構成によれば、耐火性の断熱部材によってダイアフラムが火炎に晒されることを防止することができるため、ダイアフラムが燃焼室内の高温の熱によって熱変形することを抑制することができる。
断熱部材は、ダイアフラムの表面で発泡しており、ダイアフラムに密着している。したがって、断熱部材とダイアフラムは、燃焼室の圧力に応じて一体となって変形する。このようにして、燃焼室の圧力に応じてダイアフラムが変形するため、センサ部は、燃焼室の圧力を反映した出力値を出力することができる。
断熱部材は、ダイアフラムの外側表面の全体を覆っており、ダイアフラムの表面の一部を燃焼室に露出させるスリット等の開口が形成されていない。したがって、開口に煤が詰まって圧力の検出精度を低下させることもない。
【００１０】
また、本明細書に開示されている他の一つの圧力センサは、内燃機関に取り付けて内燃機関を運転することによって機能を発揮する状態となる。この形式の圧力センサは、内燃機関に取り付ける前のダイアフラムの外側の表面の全体に、燃焼室の火炎に晒されることによって発泡して耐火性の断熱部材に変化する材料が塗布されている。
【００１１】
燃焼室の火炎に晒されることによって発泡して耐火性の断熱部材に変化する材料をダイアフラムの外側の表面の全体に塗布しておけば、圧力センサを内燃機関に取り付けて内燃機関を運転することによってその材料が燃焼室の火炎に晒され、ダイアフラムの外側の表面上で発泡してダイアフラムの外側の表面の全体を覆っている耐火性の断熱部材が完成する。この結果、ダイアフラムが熱変形することを抑制し、燃焼室で発生する煤によって圧力検出精度が低下することをも抑制できる。
【００１２】
また、ダイアフラムの周縁からダイアフラムの外側に向けて伸びている金属製のガイドを備えており、ダイアフラムの表面とガイドの内側の表面で画定される空間に断熱部材が充填されていることが好ましい。
上記構成によれば、断熱部材は、ダイアフラムの表面に密着しているとともに、その周囲が金属製のガイドによって支持されている。したがって、ダイアフラムの表面から断熱部材が脱落することを抑制することができる。
【００１３】
また、ガイドに、ダイアフラムから離反するとダイアフラムの中心側に向かって突出する部位が形成されていることが好ましい。この構成によると、ダイアフラムの表面から断熱部材が脱落することを確実に抑制することができる。
【００１４】
また、ガイドが、ダイアフラムの全周に亘って連続して形成されていることが好ましい。
この構成によれば、ダイアフラムの表面から断熱部材が脱落することをさらに確実に抑制することができる。
【００１５】
断熱部材の断熱能力は、断熱部材がない場合に比して、ダイアフラムへの伝熱量を１／２以下に減少させるものであることが好ましい。また断熱部材の剛性が、ダイアフラムの剛性以下であることが好ましい。
ダイアフラムへの伝熱量を１／２以下に抑制されれば、ダイアフラムの熱変形量が顕著に低下する。また断熱部材の剛性がダイアフラムの剛性以下であれば、断熱部材の存在によってダイアフラムに求められる柔軟性が損なわれることもなく、必要な検出感度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の圧力センサを示す断面図。
【図２】実施例１の圧力センサを示す平面図。
【図３】実施例１の圧力センサのダイアフラム及び断熱部材が変形した状態を示す断面図。
【図４】実施例１の圧力センサの製造工程を示す断面図。
【図５】実施例２の圧力センサを示す断面図。
【図６】実施例３の圧力センサを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施例の特徴を説明する。
（特徴１）圧力センサは、ハウジングの外周に形成されているねじ部を、燃焼室の壁に形成されているねじ穴と螺合させることにより、シリンダヘッドに取り付けられている。
【実施例１】
【００１８】
本明細書に開示される技術に係る圧力センサを具体化した実施例１について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、実施例１の圧力センサ１０の断面図である。圧力センサ１０は、その先端に形成されている断熱部材４０が、図示しない内燃機関の燃焼室を臨むようにシリンダヘッドに取り付けられている。圧力センサ１０は、図１に示すように、ハウジング２０とダイアフラム３０とガイド３５と断熱部材４０とセンサ部５０とを備えている。圧力センサ１０は、ダイアフラム３０が燃焼室の圧力に応じて変形し、センサ部５０がこの変形に応じて出力値を変化させることによって、燃焼室の圧力を検知するものである。
【００１９】
ハウジング２０は、略筒状に形成されており、アウターハウジング２１とインナーハウジング２２とを備えている。アウターハウジング２１の外周部には、ねじ部２５が形成されている。圧力センサ１０は、ねじ部２５が図示しないシリンダヘッドに形成されたねじ穴と螺合するによって、シリンダヘッドに取り付けられている。
アウターハウジング２１の前端側には、インナーハウジング２２が嵌め込まれている。インナーハウジング２２の外周面は、アウターハウジング２１の前端側の内周面に溶接されている。インナーハウジング２２の前端部は、ダイアフラム支持部３１となっている。
【００２０】
ダイアフラム３０は、周縁部がインナーハウジング２２のダイアフラム支持部３１に一体的に連結されることによって固定されている。このようにして、ダイアフラム３０は、インナーハウジング２２と一体成形されており、ハウジング２０の内側と外側を区画している。ハウジング２１，２２とダイアフラム３０は、金属製である。また、ダイアフラム３０の膜厚はほぼ均一である。
【００２１】
ガイド３５は金属製であり、ダイアフラム３０の周縁に位置するダイアフラム支持部３１からハウジング２０の外側（燃焼室側）に伸びるようにして形成されている。図２は、圧力センサ１０の平面図である。なお図２では、ハウジング２０を省略しており、破線はダイアフラム３０の輪郭を示している。図２に示すように、ガイド３５は、ダイアフラム３０の全周に亘って連続して形成されている。すなわち、ガイド３５は、略筒状に形成されている。また、ガイド３５は、図１に示すように、中央部３６を境にして、ダイアフラム３０側の基端部３７と、ダイアフラム３０と離反している側の先端部３８とからなる。基端部３７は、略円筒状であり、ダイアフラム支持部３１の表面に溶接されている。先端部３８は、略円錐台状に形成されており、ダイアフラム３０と離反するほど、ダイアフラム３０の中心側に突出している。これにより、ガイド３５に囲まれている内側の空間は、ダイアフラム３０側の部位よりも先端側の部位のほうが小さくなっている。
【００２２】
ダイアフラム３０の外側の表面とガイド３５の内側の表面で画定されている空間には、図１及び図２に示すように、耐火性の断熱部材４０が充填されている。断熱部材４０の底面は、ダイアフラム３０の表面に密着しているとともに、断熱部材４０の側面は、ガイド３５に密着している。断熱部材４０は、ダイアフラム３０の表面に塗布された材料が発泡することにより形成されている。なお、断熱部材４０の材料としては、例えば、日本ペイント株式会社製のタイカリット（登録商標）を用いることができる。ダイアフラム３０の表面が、断熱部材４０に覆われているため、ダイアフラム３０が火炎に晒されることを防止することができる。また、ダイアフラム３０に燃焼室の高温の熱が直接的に伝達されることを抑制することができるため、ダイアフラム３０が燃焼室の高温の熱によって熱変形することを抑制することができる。上記したように、ガイド３５がダイアフラム３０の全周に亘って連続的に形成されているとともに、ガイド３５の先端部３８は、ダイアフラム３０の中心側に向かって突出している。したがって、断熱部材４０がダイアフラム３０の表面から脱落することを好適に抑制することができる。
【００２３】
断熱部材４０は、ダイアフラム３０の表面の全体を覆っており、ダイアフラム３０の表面の一部を燃焼室に露出させるスリット等の開口が形成されていない。したがって、内燃機関の燃焼によって発生した煤が、断熱部材４０に付着したとしても、この煤によってダイアフラム３０が固着することがない。これにより、燃焼室で発生する煤によって、圧力の検出精度が低下することを抑制することができる。また、圧力センサ１０は、ハウジング２０の外周部に形成されているねじ部２５を、シリンダヘッドに形成されているねじ穴と螺合させることにより、シリンダヘッドに取り付けられている。従来の圧力センサでは、高熱伝導性部材の表面から燃焼室の壁に至るまでに煤が堆積するとともに高熱伝導性部材の開口の内部に煤が詰まり、この煤が固まることによって、圧力センサがシリンダヘッドに固着する可能性がある。また、高熱伝導性部材には開口が形成されているため、機械的強度が他の構成部品よりも低い。そのため、従来の圧力センサでは、圧力センサを回転させて取り外そうとすると、高熱伝導性部材が破損する可能性がある。このような場合、圧力センサに高熱伝導性部材を再成形するのは困難であるため、圧力センサを再利用することが難しい。これに対し、本実施例の圧力センサ１０では、断熱部材４０が他の構成部品よりも機械的強度が低いため、断熱部材４０の周囲に煤が堆積した場合には、圧力センサ１０の取り外しの際に断熱部材４０が損傷する可能性はあるものの、他の構成部品が損傷することはない。また、断熱部材４０が損傷した場合であっても、ダイアフラム３０の表面で耐火性の材料を発泡させることにより断熱部材４０を再成形することができるため、圧力センサ１０を再利用することができる。
【００２４】
断熱部材４０には、燃焼室の高温の熱がダイアフラム３０へ伝達されるのを抑制する断熱能力を有するとともに、断熱部材４０を形成した場合でも、ダイアフラム３０が圧力に応じて撓むことができる剛性を有することが要求される。なお、断熱部材４０は、ダイアフラム３０に密着しているため、ダイアフラム３０と断熱部材４０とは圧力に応じて一体となって撓む。
本実施例の断熱部材４０は、断熱部材４０がない場合に比して、燃焼室内の燃焼による熱のダイアフラム３０への伝熱量を１／２以下に減少させる断熱能力を有している。すなわち、断熱部材４０を設けていない場合にダイアフラム３０が燃焼室の高温のガスから受ける熱量をＱとすると、断熱部材４０を設けることによって、ダイアフラム３０が燃焼室の高温のガスから受ける熱量が１／２Ｑとなる。このように、ダイアフラムへの伝熱量が１／２以下に抑制されるため、ダイアフラム３０の熱変形量が断熱部材４０がない場合の１／２以下となり、ダイアフラム３０の熱変形量が顕著に低下する。
【００２５】
また、圧力に対する撓み量を剛性として定義した場合、断熱部材４０の剛性は、ダイアフラム３０の剛性以下である。ここで、燃焼室の圧力が所定圧力Ｐである場合、断熱部材が形成されていない場合のダイアフラムの変形量を量ｄとする。この場合、ダイアフラム３０と断熱部材４０の剛性が同じである場合には、断熱部材４０が形成されているダイアフラム３０では、ダイアフラム３０と断熱部材４０とに所定圧力Ｐが作用することによって、それぞれｄ／２ずつ変形することとなるため、圧力に対するダイアフラム３０の撓み量は、断熱部材がない場合の１／２となる。本実施例では、断熱部材４０の剛性は、ダイアフラム３０よりも剛性以下であるため、ダイアフラム３０の圧力に応じた変形量は、断熱部材４０が形成されていない場合の変形量の１／２以上を確保することができる。したがって、ダイアフラム３０は、燃焼室内の圧力に応じて適切に変形することができる。すなわち、断熱部材４０の存在によってダイアフラム３０に求められる柔軟性が損なわれることもなく、必要な検出感度を確保することができる。
【００２６】
断熱部材４０の剛性は、ダイアフラム３０の剛性の１／２以下とすることが好ましい。これにより、ダイアフラム３０の圧力に応じた変形量の製品個体差を十分に抑制することができる。
すなわち、断熱部材が形成されていないダイアフラムにおいて、ダイアフラムの圧力に応じた変形量のばらつきを示す二乗公差を「１」とすると、ダイアフラム３０と断熱部材４０との剛性が同じである場合には、二乗公差が√（１２＋１２）の約１．４となり、ダイアフラム３０の圧力に応じた変形量のばらつきが４０％増大する。本実施例のように断熱部材４０の剛性をダイアフラム３０の剛性の１／２以下に設定した場合には、二乗公差が√（１２＋０．５２）以下となり、約１．１以下となる。したがって、燃焼室の圧力に応じたダイアフラム３０の変形量のばらつきは、ダイアフラムに断熱部材を形成していない場合と比べて増加するものの、このばらつきの増加量は１０％程度に抑えることができる。なお、断熱部材４０の経年劣化等を考慮すると、断熱部材４０の剛性がさらに低いことが好ましく、断熱部材４０の剛性をダイアフラムの剛性の１／１０以下に設定しておくことがより好ましい。
【００２７】
センサ部５０は、ハウジング２０の内側に配置されている。センサ部５０は、力伝達ロッド５１とステム５２とセンサ素子５３と端子６０とワイヤ６３等を備えている。力伝達ロッド５１は略円柱状であり、前端面がダイアフラム３０の後端面に取り付けられている。図３に示すように、燃焼室の圧力がダイアフラム３０及び断熱部材４０が作用して、ダイアフラム３０及び断熱部材４０が変形すると、力伝達ロッド５１は下向きに変位する。これによって、力伝達ロッド５１は、図１に示すセンサ素子５３に力を加える。また、力伝達ロッド５１は、断熱性の材料で形成されている。
【００２８】
インナーハウジング２２の後端側には、金属製のステム５２が嵌め込まれている。ステム５２は、上方に押し上げられて力伝達ロッド５１の前端面をダイアフラム３０に強制的に押し当てるプリロードが加えられた状態で、外周面がインナーハウジング２２の後端側の内周面に溶接されている。ステム５２の前端面には、センサ素子５３の後端面が接着されている。これにより、センサ素子５３はステム５２に対して位置決め及び固定されている。センサ素子５３の前端は力伝達ロッド５１の後端面に当接している。
【００２９】
センサ素子５３は、力検知ブロック５５と力伝達ブロック５６，５８とを有する。力検知ブロック５５は、略直方体状であり、シリコン基板を主体として形成されている。力検知ブロック５５の前端面には、ピエゾ抵抗素子が形成されている（図示省略）。ピエゾ抵抗素子は応力が作用すると、ピエゾ抵抗効果によって電気抵抗値が変化する。力検知ブロック５５には、金属製の電極群が形成されている。電極群は、ピエゾ抵抗素子に接続されている。なお、センサ素子５３は、圧電素子を含むもの等で構成してもよい。
【００３０】
第１力伝達ブロック５８は直方体状であり、ガラス製である。第１力伝達ブロック５８の後端面は、力検知ブロック５５の前記突出部の頂面に陽極接合されている。第２力伝達ブロック５６は半球状であり、鉄等の金属製やセラミック製等の硬い材質である。第２力伝達ブロック５６の後端面は、第１力伝達ブロック５８の前端面に接着されている。なお、第２力伝達ブロック５６についても、シリコンやガラス等によって形成してもよい。
【００３１】
ステム５２には、図１の上下方向に円柱状の貫通孔が複数形成されている。金属製の細長い端子６０が、貫通孔に挿入されている封止材料６１を介してステム５２に固定されている。これにより、ハウジング２０の内部空間は、密閉空間となっている。このように、ステム５２と端子６０と封止材料６１とによって、ハーメチックシール端子が構成されている。端子６０の一端は、センサ素子５３の力検知ブロック５５の電極に金属製のワイヤ６３を介して接続されている。端子６０群の他端は、増幅回路等を含む回路部を介して、電源（電流源又は電圧源）や測定器（電流計又は電圧計）に接続される。
【００３２】
圧力センサ１０では、燃焼室の圧力が作用すると、ダイアフラム３０と断熱部材４０とが撓み、図１に示す状態から図３に示す状態へと変化する。これによって、力伝達ロッド５１がセンサ素子５３側に変位すると、センサ素子５３のピエゾ抵抗素子に圧縮応力が作用するため、ピエゾ抵抗素子の電気抵抗値が変化する。例えば電流源からピエゾ抵抗素子に一定電流を流している場合、ピエゾ抵抗素子の電気抵抗値の変化に応じて、基準値から変化した出力電圧（出力値）が電極間に現れる。この出力電圧を電圧計で測定することで、ピエゾ抵抗素子の電気抵抗値の変化量、すなわちダイアフラム２４に加わった圧力の大きさを検出することができる。
本実施例では、ダイアフラム３０の表面に断熱部材４０が形成されており、断熱部材４０が上記した断熱能力と剛性とを有している。したがって、ダイアフラム３０の熱変形を適切に抑制することができるとともに、ダイアフラム３０の柔軟性が損なわれることがなくダイアフラム３０が燃焼室の圧力に応じて適切に変形させることができる。したがって、センサ部５３によって出力される出力電圧は、燃焼室の圧力を適切に反映したものとなる。
【００３３】
次に、断熱部材４０の製造方法について図４を参照して説明する。断熱部材４０は、上記したように、ダイアフラム３０の表面に塗布される材料を発泡させることによって形成される。
まず、図４（ａ）に示すように、ダイアフラム支持部３１の表面にガイド３５が溶接されている状態で、ダイアフラム３０の外側の表面の全体に断熱部材４０の材料を塗布し、厚みが２０〜１００μｍの塗膜４１を形成する。塗膜４１の材料としては、火炎に晒されると発泡して耐火性の断熱部材４０に変化する材料が選択される。次に、この塗膜４１を火炎に晒す。これにより、図４（ｂ）に示すように、塗膜４１が塗布時の１０〜１００倍の厚みとなるまで発泡し、耐火性の断熱部材４０が完成する。なお、日本ペイント株式会社製のタイカリット（登録商標）では、火炎によってその表面が２５０℃程度となると発泡が開始し、発泡がさらに進むと、灰化して耐火性の断熱部材４０に変化する。図４（ｂ）に示す状態では、塗膜４１が発泡して膨張することにより断熱部材４０の中央部が膨らんで、ガイド３５の先端よりも突出した状態となっている。図４（ｂ）の破線Ａに示す位置で、断熱部材４０を切削し、断熱部材４０の厚みを調整する。なお、本実施例では、断熱部材４０の先端と、ガイド３５の先端が同一平面上に位置するようにしている。圧力センサ１０は、ダイアフラム３０の表面に断熱部材４０が形成されている状態で、シリンダヘッドに取り付けられる。
（実施例１の変形例）
【００３４】
上記実施例１では、ダイアフラム３０の表面に断熱部材４０が形成されている状態で、圧力センサ１０をシリンダヘッドに取り付けるようにしている。しかしながら、図４（ａ）に示すように、ダイアフラム３０の表面に塗膜４１が形成されている状態で、圧力センサ１０をシリンダヘッドに取り付けるようにしてもよい。図４（ａ）に示す状態で、圧力センサ１０をシリンダヘッドに取り付けた場合には、塗膜４１が燃焼室の燃焼によって生じた火炎に晒されることによって発泡するため、図４（ｂ）に示すように、ダイアフラム３０の外側の表面の全体を覆っている耐火性の断熱部材４０が完成する。この場合、圧力センサ１０は、図４（ｂ）に示すように、断熱部材４０の表面の膨らみが切削されていない状態で使用される。したがって、この変形例では、塗膜４１の厚み等を予め調整しておくことにより、燃焼室の火炎により形成される断熱部材４０の厚みを調整する。
【００３５】
実施例１のように、圧力センサ１０の取り付け前に塗膜４１を火炎に晒す場合には、この火炎が、ハウジング２０等にまで及んでセンサ部５３が高温となるのを抑制するための対策を施す必要がある。この点、本変形例では、圧力センサ１０がシリンダヘッドに取り付けられた状態で塗膜４１が火炎に晒されることとなり、ハウジング２０は燃焼室壁によって覆われているため、火炎に晒されることがない。したがって、ハウジング２０を火炎から保護する対策を採る必要がない。
変形例におけるその他の構成及び作用効果は上記実施例１と同じである。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例２に係る圧力センサについて、図５を参照して説明する。
図５に示すように、実施例２の圧力センサ７０は、ガイド７１の構造が実施例１の圧力センサ１０とは異なっている。その他の構成は、実施例１と同じである。
実施例２の圧力センサ７０では、ガイド７１が、ダイアフラム支持部３１の表面の全体からハウジング２０の外側に伸びており、ダイアフラム３０の全周に亘って連続して形成されている。ガイド７１の外側の表面は、ダイアフラム支持部３１の外周から垂直に伸びている。ガイド５１の内側の表面は、ダイアフラム３０から離反するほどダイアフラム３０の中心側に突出するように傾斜している。本実施例においても、ダイアフラム３０の外側の表面とガイド７１の内側の表面で画定されている空間に断熱部材４０が充填されている。このような構成のガイド７１によって、断熱部材４０がダイアフラム３０の表面から脱落することを確実に抑制することができる。
本実施例においても、断熱部材４０によりダイアフラム３０の熱変形を抑制することができる。また燃焼室で発生する煤によって、圧力センサ７０による圧力の検出精度が低下することを抑制することができる。また、圧力センサ７０の取り外し時に断熱部材４０が破損した場合であっても、ダイアフラム３０の表面で耐火性の材料を発泡させることにより断熱部材４０を再成形することができるため、圧力センサ７０を再利用することができる。
【実施例３】
【００３７】
次に、実施例３に係る圧力センサを図６を参照して説明する。
図６に示すように、実施例３の圧力センサ８０は、ガイド８１の構造が実施例１及び実施例２の圧力センサ１０とは異なっている。その他の構成は、実施例１と同じである。
実施例３の圧力センサ８０では、ガイド８１が、ダイアフラム支持部３１の表面の全体から外側に伸びており、ダイアフラム３０の全周に亘って連続して形成されている。ガイド８１は、円筒部８２と、円筒部８２の先端側に形成されて円筒部８２の内側（ダイアフラム３０の中心側）に向かって突出する凸部８３とを備えている。本実施例においても、ダイアフラム３０の外側の表面とガイド８１の内側の表面で画定されている空間に断熱部材４０が充填されている。このようなガイド８１により、断熱部材４０がダイアフラム３０の表面から脱落することを確実に抑制することができる。
本実施例においても、断熱部材４０によりダイアフラム３０の熱変形を抑制することができる。また燃焼室で発生する煤によって、圧力センサ８０による圧力の検出精度が低下することを抑制することができる。また、圧力センサ８０の取り外し時に断熱部材４０が破損した場合であっても、ダイアフラム３０の表面で耐火性の材料を発泡させることにより断熱部材４０を再成形することができるため、圧力センサ８０を再利用することができる。
（その他の実施例）
【００３８】
上記各実施例では、断熱部材が、ダイアフラムへの伝熱量を１／２以下に減少させるものであり、ダイアフラムの剛性以下の剛性であることとしている。しかしながら、断熱部材は、これらの条件を満たさなくてもよい。これらの条件を満たしていない場合であっても、断熱部材をダイアフラムの表面に設けることによって、ダイアフラムの熱変形を抑制することができる。また、断熱部材の剛性がダイアフラムの剛性よりも高い場合であっても、ある程度の柔軟性を有するものであれば、ダイアフラムが圧力に応じて変形することができる。
【００３９】
上記各実施例では、ガイドが、ダイアフラムから離反するとダイアフラムの中心側に向かって突出している。しかしながら、ガイドはこのような形状でなくてもよい。この場合であっても、ガイドが形成されていることによって、断熱部材をその周囲からガイドによって支持することができるため、断熱部材がダイアフラムから脱落することを抑制することができる。また、上記各実施例では、ガイドが、ダイアフラムの全周に亘って連続して形成されている。しかしながら、ガイドを、ダイアフラムの周縁の一部に形成するようにしてもよい。ダイアフラムの周縁の一部にガイドを複数個設ける場合には、ダイアフラムの周縁において等間隔で設けるようにすれば、断熱部材をその周囲から均等に支持することができる。また、上記各実施例では、ガイドの高さと断熱部材の厚みとをほぼ同じにしている。しかしながら、ガイドの高さを断熱部材の厚みよりも低くして、断熱部材におけるダイアフラム側の部位のみをガイドによって支持するようにしてもよい。さらに、圧力センサでは、ガイドを設けていない構成であってもよい。このような場合でも、断熱部材がダイアフラムに密着していれば、断熱部材によってダイアフラムの熱変形を抑制することができる。
【００４０】
以上、本明細書に開示される技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０，７０，８０：圧力センサ
２０：ハウジング
２１：アウターハウジング
２２：インナーハウジング
２４：ダイアフラム
２５：ねじ部
３０：ダイアフラム
３１：ダイアフラム支持部
３５，７１，８１：ガイド
３６：中央部
３７：基端部
３８：先端部
４０：断熱部材
４１：塗膜
５０：センサ部
【図１】
2011163915.tif 000003
【図２】
2011163915.tif 000004
【図３】
2011163915.tif 000005
【図４】
2011163915.tif 000006
【図５】
2011163915.tif 000007
【図６】
2011163915.tif 000008