(57)【要約】【課題】圧電素子が燃焼圧を受けた際の圧電素子の浮き上がりによる圧電素子の破壊を防止することができる圧力検出装置を提供する。【解決手段】ケース３３は、筒部３３ｂの外壁面３３ｅから突出するように設けられた予荷重受け部３３ｆを備えている。予荷重受け部３３ｆは、予荷重印加材３７を介して圧電素子３１、各電極部３４、３５、絶縁リング３６が蓋部３３ｃ側に押し込まれる際に予荷重印加材３７に印加される荷重を受け止める役割を果たす。これにより、予荷重印加材３７に印加されていた荷重が解放されたときに、ケース３３の筒部３３ｂの伸び範囲を短くすることができる。このため、各電極部３４、３５及び圧電素子３１に掛かる予荷重が解放されにくくなる。したがって、圧電素子３１が各電極部３４、３５から浮き上がりによる圧電素子３１の破壊を防止することができる。【選択図】図１
2015219131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を構成する燃焼機構に取り付けられると共に、前記燃焼室の燃焼圧を検出する圧力検出装置であって、
中空筒状の筒部（３３ｂ）の一方の開口部が蓋部（３３ｃ）によって塞がれていると共に、前記筒部（３３ｂ）の他方の開口部（３３ｄ）が開口した有底筒状のケース（３３）と、
前記筒部（３３ｂ）に収容されると共に、前記燃焼圧に基づく圧力を検出する圧電素子（３１）と、
前記筒部（３３ｂ）に収容されると共に、前記圧電素子（３１）を挟み込む電極部（３４、３５）と、
前記圧電素子（３１）及び前記電極部（３４、３５）を前記蓋部（３３ｃ）側に押し込んだ状態で前記他方の開口部（３３ｄ）に固定されることにより、前記圧電素子（３１）及び前記電極部（３４、３５）に予荷重を印加すると共に前記電極部（３４、３５）と前記圧電素子（３１）とを圧接する予荷重印加材（３７）と、
を備え、
前記ケース（３３）は、前記筒部（３３ｂ）の外壁面（３３ｅ）から突出するように設けられており、前記予荷重印加材（３７）を介して前記圧電素子（３１）及び前記電極部（３４、３５）が前記蓋部（３３ｃ）側に押し込まれる際に前記予荷重印加材（３７）に印加される荷重を受け止める予荷重受け部（３３ｆ）を備えていることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
前記予荷重受け部（３３ｆ）は、前記筒部（３３ｂ）の外壁面（３３ｅ）に、当該外壁面（３３ｅ）を一周するように連続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項３】
前記予荷重受け部（３３ｆ）は、前記筒部（３３ｂ）の外壁面（３３ｅ）に断続的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項４】
中空筒状の支持部（２１）と、前記燃焼圧が印加されると共に前記支持部（２１）のうちの一方の開口部を塞ぐ受圧部（２２）と、を有する有底筒状のダイヤフラム（２０）を備えており、
前記ケース（３３）は、前記蓋部（３３ｃ）が前記受圧部（２２）に接触すると共に、前記予荷重受け部（３３ｆ）が前記支持部（２１）の内壁面（２６）に接触するように、前記支持部（２１）に収容されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力検出装置。
【請求項５】
前記筒部（３３ｂ）は、前記外壁面（３３ｅ）のうち前記予荷重受け部（３３ｆ）よりも前記他方の開口部（３３ｄ）の開口端（３３ｇ）側に、前記予荷重印加材（３７）を当該筒部（３３ｂ）に溶接するための溶接エリア（３３ｈ）を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室の燃焼圧を検出する圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃焼室の燃焼圧を検出する圧力検出装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、第１電極部、第２電極部、各電極部に挟まれた圧電素子、第１電極部、圧電素子、第２電極部の順にこれらを収容する有底筒状の加圧部材、加圧部材に収容されると共に加圧部材の開口側に固定された支持部材を備えた圧力検出装置が提案されている。
【０００３】
このような構成では、各電極部、圧電素子、及び支持部材が加圧部材に収容された状態で支持部材に対して加圧部材の底部側に荷重が印加された状態で支持部材が加圧部材に固定されている。これにより、加圧部材の底部によって支持部材に印加された荷重が受け止められる。したがって、各電極部に挟まれた圧電素子に予め予荷重が掛けられる。
【０００４】
さらに、圧力検出装置は、燃焼圧が印加されるダイヤフラムを備えている。ダイヤフラムは加圧部材の底部に接触させられるかもしくは当該底部に設けられた貫通孔を介して第１電極部に接触させられる。これにより、燃焼圧が圧電素子に伝わるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１４７２６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、加圧部材の底部によって支持部材の荷重が受け止められるので、支持部材が加圧部材に固定された後に支持部材に対する荷重の印加が無くなると、各電極部及び圧電素子に掛かっていた予荷重の一部が解放されてしまう。そして、解放された予荷重の一部は反発力となって加圧部材の筒部分のうち加圧部材の底部から支持部材の固定位置までの部分を伸ばしてしまう。
【０００７】
これにより、圧電素子に印加された燃焼圧によって圧電素子が各電極部から浮いた際や傾いた際に圧電素子に局所応力が掛かってしまう。圧電素子は脆性材料であり、局所応力に弱い性質があるので、圧電素子が局所応力によって破壊させられてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記点に鑑み、圧電素子が燃焼圧を受けた際の圧電素子の浮き上がりによる圧電素子の破壊を防止することができる圧力検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃焼室を構成する燃焼機構に取り付けられると共に、燃焼室の燃焼圧を検出する圧力検出装置であって、以下の点を特徴としている。
【００１０】
まず、中空筒状の筒部（３３ｂ）の一方の開口部が蓋部（３３ｃ）によって塞がれていると共に、筒部（３３ｂ）の他方の開口部（３３ｄ）が開口した有底筒状のケース（３３）を備えている。
【００１１】
また、筒部（３３ｂ）に収容されると共に、燃焼圧に基づく圧力を検出する圧電素子（３１）と、筒部（３３ｂ）に収容されると共に、圧電素子（３１）を挟み込む電極部（３４、３５）と、を備えている。
【００１２】
また、圧電素子（３１）及び電極部（３４、３５）を蓋部（３３ｃ）側に押し込んだ状態で他方の開口部（３３ｄ）に固定されることにより、圧電素子（３１）及び電極部（３４、３５）に予荷重を印加すると共に電極部（３４、３５）と圧電素子（３１）とを圧接する予荷重印加材（３７）を備えている。
【００１３】
そして、ケース（３３）は、筒部（３３ｂ）の外壁面（３３ｅ）から突出するように設けられており、予荷重印加材（３７）を介して圧電素子（３１）及び電極部（３４、３５）が蓋部（３３ｃ）側に押し込まれる際に予荷重印加材（３７）に印加される荷重を受け止める予荷重受け部（３３ｆ）を備えていることを特徴とする。
【００１４】
これによると、予荷重受け部（３３ｆ）によって予荷重印加材（３７）に印加される荷重が受け止められる。このため、予荷重印加材（３７）の荷重が解放されたとき、各電極部（３４、３５）及び圧電素子（３１）に掛かる予荷重の一部は反発力となってケース（３３）の筒部（３３ｂ）のうち予荷重受け部（３３ｆ）から筒部（３３ｂ）に対する予荷重印加材（３７）の固定位置までの長さに掛かる。すなわち、当該反発力がケース（３３）の筒部（３３ｂ）に掛かる長さを、ケース（３３）の蓋部（３３ｃ）で予荷重印加材（３７）に印加される荷重が受け止められる構造よりも短くすることができる。言い換えると、電極部（３４、３５）及び圧電素子（３１）に掛かる予荷重が解放されにくくなるようにすることができる。
【００１５】
これにより、圧電素子（３１）に印加された燃焼圧によって圧電素子（３１）が各電極部（３４、３５）から浮くことや傾くことにより圧電素子（３１）に局所応力が掛かることを防止することができる。したがって、圧電素子（３１）が燃焼圧を受けた際に、各電極部（３４、３５）からの圧電素子（３１）の浮き上がりによる圧電素子（３１）の破壊を防止することができる。
【００１６】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の一部断面図である。
【図２】ケースを蓋部側から筒部側に見たときの平面図である。
【図３】圧力検出装置の製造工程のうちのエージング工程を示した図である。
【図４】予荷重印加材への荷重を開放したときの筒部の伸び範囲を示した図である。
【図５】予荷重受け部が設けられていない構成に対するエージング工程を示した図である。
【図６】予荷重受け部が設けられていない構成においてケースの筒部の伸び範囲を説明するための図である。
【図７】予荷重受け部が設けられていない構成におけるケースの支点を説明するための図である。
【図８】予荷重受け部が設けられた構成におけるケースの支点を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る予荷重受け部を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る圧力検出装置は、燃焼室を構成する燃焼機構に取り付けられると共に、燃焼室の燃焼圧を検出する装置である。燃焼機構は、例えば車両に搭載されたエンジンである。そして、図１に示されるように、圧力検出装置１は、ハウジング１０、ダイヤフラム２０、及び予荷重保持部３０を備えて構成されている。
【００２０】
ハウジング１０は、圧力検出装置１の外観をなす棒状の部品である。ハウジング１０は例えば金属材料で形成されている。ハウジング１０のうちの燃焼室側の一端部１１は筒状になっている。さらに、ハウジング１０は側壁に形成されたネジ部１２を有しており、このネジ部１２を介してエンジンブロックにネジ止めされる。なお、ハウジング１０のうち一端部１１とは反対側に図示しない回路基板やコネクタ等の部品が設けられている。
【００２１】
ダイヤフラム２０は、燃焼室の燃焼圧に基づく荷重を予荷重保持部３０に伝達する有底筒状の部品である。具体的には、ダイヤフラム２０は、中空筒状の支持部２１と、支持部２１のうちの一方の開口部を塞ぐ受圧部２２と、を有して構成されている。支持部２１は中空部２３を有し、この中空部２３に予荷重保持部３０を収容している。受圧部２２は、燃焼圧が印加される部分である。
【００２２】
また、支持部２１は、外壁面２４に当該外壁面２４の一部が突出した突出部２５を有している。突出部２５は、ハウジング１０の一端部１１の開口端に溶接された部分である。これにより、ダイヤフラム２０は溶接部４０によってハウジング１０に固定されている。
【００２３】
予荷重保持部３０は、ダイヤフラム２０から分離された部品であると共に、ダイヤフラム２０から伝わる荷重の大きさを検出するように構成されている。このような予荷重保持部３０は、圧電素子３１及び予荷重印加部３２を有している。
【００２４】
圧電素子３１は、印加される荷重を検出するための板状の荷重検出素子である。具体的に、圧電素子３１は、荷重が印加されることで荷重の大きさに応じた電荷を発生させるものであり、例えば圧電体で構成されている。したがって、圧電素子３１は、印加された荷重の大きさを例えば電圧に変換して出力する。
【００２５】
なお、圧電素子３１は、ハウジング１０の中心軸方向に電荷を発生させるように構成されていても良い。一方、圧電素子３１は、ハウジング１０の中心軸方向に垂直な方向に電荷を発生させるように構成されていても良い。
【００２６】
予荷重印加部３２は、圧電素子３１を挟み込むと共に圧電素子３１に所定の予荷重を印加することで圧電素子３１に圧接された構造を有する。具体的に、予荷重印加部３２は、ケース３３、第１電極部３４、第２電極部３５、絶縁リング３６、及び予荷重印加材３７を有している。
【００２７】
ケース３３は、中空部３３ａを有する有底筒状の部品である。ケース３３は中空筒状の筒部３３ｂと、筒部３３ｂの一方の開口部を塞ぐ蓋部３３ｃと、によって構成されている。したがって、ケース３３は、筒部３３ｂの他方の開口部３３ｄが開口した構造になっている。
【００２８】
また、ケース３３は  筒部３３ｂの外壁面３３ｅに設けられた予荷重受け部３３ｆを備えている。予荷重受け部３３ｆは、筒部３３ｂの外壁面３３ｅの一部が突出した部分である。予荷重受け部３３ｆは、予荷重印加材３７を介して圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６が蓋部３３ｃ側に押し込まれる際に予荷重印加材３７に印加される荷重を受け止める役割を果たすものである。また、ケース３３がダイヤフラム２０に収容された状態でケース３３の振動の支点となるものである。
【００２９】
本実施形態では、図２に示されるように、予荷重受け部３３ｆは、筒部３３ｂの外壁面３３ｅに当該外壁面３３ｅを一周するように連続して設けられている。図２は、ケース３３を蓋部３３ｃ側から筒部３３ｂ側に見たときの平面図である。また、図１に示されるように、予荷重受け部３３ｆの断面は三角形状になっている。
【００３０】
さらに、予荷重受け部３３ｆは、外壁面３３ｅのうちケース３３の筒部３３ｂの開口端３３ｇから離間した位置に設けられている。言い換えると、ケース３３の筒部３３ｂには、外壁面３３ｅのうち予荷重受け部３３ｆよりも他方の開口部３３ｄの開口端３３ｇ側に予荷重受け部３３ｆが形成されていない領域が設けられている。このスペースは、予荷重印加材３７を当該筒部３３ｂに溶接するための溶接エリア３３ｈである。すなわち、筒部３３ｂは、外壁面３３ｅに溶接エリア３３ｈを有している。
【００３１】
第１電極部３４は、ケース３３の中空部３３ａの底面３３ｉに接するように中空部３３ａに収容された板状の部品である。第１電極部３４は、圧電素子３１に当接すると共に圧電素子３１の一方の電極として機能する。
【００３２】
第２電極部３５は、ケース３３の内壁面３３ｊから離間するようにケース３３の中空部３３ａに収容された部品である。第２電極部３５は、圧電素子３１の他方の電極として機能する。第２電極部３５は、ケース３３の中空部３３ａにおいて圧電素子３１のうち第２電極部３５とは反対側に当接している。これにより、第２電極部３５は第１電極部３４と共に圧電素子３１を挟んでいる。
【００３３】
絶縁リング３６は、ケース３３の中空部３３ａに配置されていると共に、第２電極部３５と予荷重印加材３７とを絶縁するためのリング状の部品である。絶縁リング３６は、第２電極部３５のうち圧電素子３１側とは反対側に当接している。絶縁リング３６は、例えばアルミナ等のセラミックスで形成されている。絶縁リング３６の中空部分には第２電極部３５の信号を取り出すための図示しない信号線が配置される。
【００３４】
予荷重印加材３７は、絶縁リング３６のうち第２電極部３５とは反対側に当接した部品である。予荷重印加材３７はケース３３の中心軸に平行な方向の断面が凸形状をなしている。そして、予荷重印加材３７は、ケース３３の中心軸に垂直な方向において幅が狭い凸部分がケース３３のうち他方の開口部３３ｄに差し込まれている。なお、予荷重印加材３７はケース３３の中心軸に沿って設けられた貫通孔３７ａを有している。この貫通孔３７ａが第２電極部３５から信号を取り出すためのスペースとして利用されている。
【００３５】
また、予荷重印加材３７は、圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６をケース３３の蓋部３３ｃ側に押し込んだ状態でケース３３のうち他方の開口部３３ｄに溶接によって固定されている。すなわち、予荷重印加材３７は、ケース３３の筒部３３ｂの溶接エリア３３ｈに溶接されている。これにより、予荷重印加材３７は溶接部４１によってケース３３に固定されている。また、予荷重印加材３７は、圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６に予荷重を印加すると共に各電極部３４、３５と圧電素子３１とを圧接している。
【００３６】
このように圧電素子３１に所定の予荷重を印加する目的の１つは、燃焼室は正圧だけでなく負圧も発生するため、予荷重印加部３２に負圧が作用しても圧電素子３１が各電極部３４、３５から浮き上がって計測不能になることを避けるためである。もう１つの目的は、エンジンで異常燃焼が生じると衝撃波が発生するので、この衝撃波によって圧電素子３１が浮き上がってケース３３の内壁面３３ｊや各電極部３４、３５に衝突することにより破損してしまうことを防止するためである。
【００３７】
ここで、予荷重印加部３２のうち、ケース３３、各電極部３４、３５、及び予荷重印加材３７は、例えば同じ金属材料で形成されている。圧力検出装置１は高温に晒されることになるため、各部品の熱膨張率に差を生じさせないようにするべく、各部品が同じ金属材料で形成されていることが好ましい。また、予荷重印加部３２は高耐圧性や高ヤング率（硬い）であることも要求される。このようなことから、ケース３３、各電極部３４、３５、及び予荷重印加材３７は、例えばＳＵＳ６３０で形成されている。なお、ＳＵＨ６６０等の他の金属材料が用いられても良い。
【００３８】
また、予荷重印加部３２は、ダイヤフラム２０の中空部２３に収容されていると共にダイヤフラム２０に固定されている。具体的には、予荷重印加部３２はダイヤフラム２０の支持部２１の内壁面２６に対してクリアランスを持ってダイヤフラム２０の中空部２３に配置されている。また、ケース３３の蓋部３３ｃがダイヤフラム２０の受圧部２２に接触している。
【００３９】
さらに、予荷重印加部３２は、予荷重受け部３３ｆがダイヤフラム２０の支持部２１の内壁面２６に接触するように支持部２１に収容されている。そして、予荷重印加部３２の予荷重印加材３７がダイヤフラム２０の開口部２７に溶接によって固定されている。すなわち、予荷重印加材３７は、溶接部４２によってダイヤフラム２０に固定されている。したがって、予荷重印加部３２のケース３３はダイヤフラム２０及びハウジング１０を介してエンジンブロックと同じ電位に固定される。エンジンブロックの電位は例えば接地電位である。
【００４０】
上記の構成において、ハウジング１０の内部に図示しない信号線が通されている。信号線の一端は予荷重印加材３７の貫通孔３７ａ及び絶縁リング３６の中空部分に配置されると共に第２電極部３５に電気的に接続されている。信号線の他端はハウジング１０に設けられた図示しないコネクタ部に電気的に接続されている。
【００４１】
以上が、本実施形態に係る圧力検出装置１の全体構成である。上記の構成によると、燃焼室で発生した衝撃がダイヤフラム２０に印加される。これにより、ダイヤフラム２０の衝撃がケース３３及び第１電極部３４を介して圧電素子３１に伝わる。圧電素子３１は印加された荷重の大きさに応じて電荷を発生させる。これにより、第１電極部３４と第２電極部３５との間の電圧が変化する。したがって、当該電圧の変化が信号線を介して外部に出力される。
【００４２】
次に、圧力検出装置１の製造方法について説明する。まず、エージング工程を行う。具体的には、圧電素子３１、ケース３３、各電極部３４、３５、絶縁リング３６、及び予荷重印加材３７を用意する。そして、ケース３３の中空部３３ａに第１電極部３４、圧電素子３１、第２電極部３５、絶縁リング３６、及び予荷重印加材３７を順に配置する。
【００４３】
また、図３に示されるように、円筒状の受け治具５０を用意する。受け治具５０の開口端５１のうち中空部５２側の角部はテーパ状に面取りされている。そして、受け治具５０の中空部５２にケース３３を挿入すると共に、ケース３３の筒部３３ｂの予荷重受け部３３ｆを受け治具５０のテーパ部分に引っ掛ける。これにより、ケース３３が受け治具５０の中空部５２に浮いた状態となる。
【００４４】
続いて、予荷重印加材３７に荷重を掛ける。すなわち、予荷重印加材３７をケース３３の蓋部３３ｃ側に押し込む。具体的には、燃焼室に発生するであろう衝撃に基づく荷重よりも高い荷重を予荷重印加材３７に印加することで各電極部３４、３５を圧電素子３１に圧接する。これにより、第１電極部３４と圧電素子３１との接触部、及び、圧電素子３１と第２電極部３５との接触部に荷重が発生する。一方、ケース３３の内部の圧電素子３１や各電極部３４、３５に荷重が掛かることによりケース３３の筒部３３ｂが荷重印加方向に沿って伸びる。
【００４５】
このような状態で、ケース３３の筒部３３ｂの溶接エリア３３ｈにレーザ溶接を行う。これにより、予荷重印加材３７をケース３３に溶接部４１で固定する。
【００４６】
溶接後、図４に示されるように、予荷重印加材３７に印加していた荷重を開放する。このとき、圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６に掛かっている荷重の反力が発生する。この反力はケース３３の筒部３３ｂに掛かる。しかしながら、予荷重受け部３３ｆが予荷重印加材３７に掛かる荷重を受け止めていたので、荷重開放後の筒部３３ｂの伸び範囲は荷重印加方向における予荷重受け部３３ｆの範囲に留まる。
【００４７】
これにより、実使用時よりも高い荷重が予荷重保持部３０に予め印加されるので、充分なエージングを行うことができる。さらに、予荷重保持部３０とダイヤフラム２０とが分離された構成であるので、予荷重保持部３０を製造する際に予荷重保持部３０に高い荷重を印加できるという利点もある。
【００４８】
この後、ケース３３の蓋部３３ｃにダイヤフラム２０の受圧部２２を接触させると共に、予荷重受け部３３ｆをケース３３の支持部２１の内壁面２６に接触するように、予荷重保持部３０をダイヤフラム２０の中空部２３に圧入する。この状態で、ダイヤフラム２０の外壁面２４のうち予荷重印加材３７に対応する位置にレーザ溶接を行う。これにより、予荷重印加材３７をダイヤフラム２０に溶接部４２で固定する。
【００４９】
そして、信号線の一端と第２電極部３５との電気的導通を取ると共に、ハウジング１０の開口端にダイヤフラム２０の突出部２５をレーザ溶接する。これにより、ダイヤフラム２０をハウジング１０に溶接部４０で固定する。また、信号線の他端をハウジング１０のコネクタ部に接続する。こうして、圧力検出装置１が完成する。
【００５０】
次に、ケース３３の筒部３３ｂに予荷重受け部３３ｆを設けたことによる作用効果について説明する。まず、ケース３３の筒部３３ｂに予荷重受け部３３ｆが設けられていない構成では、図５に示されるように、受け治具６０の上に蓋部３３ｃを乗せて予荷重印加材３７に荷重を掛けることになる。このとき、圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６には荷重が掛かるが、ケース３３の筒部３３ｂのうちの予荷重受け部３３ｆを除いた部分には荷重が掛からない。この状態でケース３３を予荷重印加材３７にレーザ溶接する。
【００５１】
そして、図６に示されるように、予荷重印加材３７に印加していた荷重を開放すると、圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６に掛かっていた荷重が反力となって筒部３３ｂに印加される。このため、荷重開放後の筒部３３ｂの伸び範囲は荷重印加方向においてケース３３の底面３３ｉから溶接部４１までの範囲となる。このような筒部３３ｂの伸びによる予荷重抜けは８０％であることが発明者らの検討により明らかとなった。
【００５２】
一方、ケース３３の筒部３３ｂに予荷重受け部３３ｆが設けられた構成では、予荷重受け部３３ｆが予荷重印加材３７に印加される荷重を受け止めることになる。このため、予荷重印加材３７の荷重が解放されたとき、圧電素子３１、各電極部３４、３５、及び絶縁リング３６に掛かっていた荷重が反発力となって荷重印加方向における予荷重受け部３３ｆの範囲に掛かる。このように、予荷重受け部３３ｆによって荷重を受け止めることで予荷重印加材３７の荷重が解放されたときの筒部３３ｂの伸び範囲を短くすることができる。発明者らの検討により、筒部３３ｂの伸びによる予荷重抜けは１０％であることがわかった。
【００５３】
以上のように、ケース３３の筒部３３ｂに予荷重受け部３３ｆを設けたことにより、予荷重受け部３３ｆを設けない構成よりも予荷重抜けを小さくすることができる。つまり、圧力に対する圧力検出装置１のストレングスを高く確保することができる。したがって、圧電素子３１に充分な予荷重が印加されるので、各電極部３４、３５からの圧電素子３１の浮き上がりによる圧電素子３１の破壊を防止することができる。
【００５４】
続いて、予荷重受け部３３ｆがダイヤフラム２０の支持部２１の内壁面２６に接触するようにダイヤフラム２０に収容されていることの作用効果について説明する。
【００５５】
まず、ケース３３の筒部３３ｂに予荷重受け部３３ｆが設けられていない構成では、図７に示されるように、ダイヤフラム２０に対する溶接部４２が支点となる。このため、ケース３３は溶接部４２を支点として振動する。したがって、溶接部４２から蓋部３３ｃまでの距離が長いので、ケース３３に揺れが大きくなってしまう。
【００５６】
一方、ケース３３の筒部３３ｂに予荷重受け部３３ｆが設けられていると共に予荷重受け部３３ｆがダイヤフラム２０の支持部２１の内壁面２６に接触する構成では、図８に示されるように、予荷重受け部３３ｆが振動の支点となる。このため、ケース３３は、ダイヤフラム２０の支持部２１の内壁面２６に接触する予荷重受け部３３ｆを支点として振動する。すなわち、予荷重受け部３３ｆがダイヤフラム２０に接触しない場合よりもケース３３のうちの振動部分を短くすることができる。つまり、ケース３３の揺れを小さくすることができる。したがって、ケース３３を含んだ構造の共振周波数を高くすることができ、ひいては高周波帯域での燃焼圧を測定することができる。例えば、５２ｋＨｚにあるエンジンノッキングも検出することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１電極部３４及び第２電極部３５が特許請求の範囲の「電極部」に対応する。
【００５８】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図９に示されるように、本実施形態では、予荷重受け部３３ｆは、筒部３３ｂの外壁面３３ｅに断続的に設けられている。このように、予荷重受け部３３ｆは、連続して設けられていなくても良い。なお、図９は、ケース３３を蓋部３３ｃ側から筒部３３ｂ側に見たときの平面図である。
【００５９】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された圧力検出装置１の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、予荷重受け部３３ｆは、ダイヤフラム２０の内壁面２６に接触していなくても良い。
【００６０】
また、ケース３３には溶接エリア３３ｈが設けられていなくても良い。すなわち、予荷重受け部３３ｆの端がケース３３の開口端３３ｇに位置していても良い。さらに、予荷重受け部３３ｆの断面形状は三角形状に限られず、四角形状や台形等の断面形状でも良い。
【符号の説明】
【００６１】
３１        圧電素子
３３        ケース
３３ｂ      筒部
３３ｃ      蓋部
３３ｄ      筒部の開口部
３３ｅ      筒部の外壁面
３３ｆ      予荷重受け部
３４、３５  電極部
３７        予荷重印加材
【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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