(57)【要約】【課題】  内部構造の単純化による製造性の向上，製造工数の低減及び製造コストの削減を図るとともに、振動環境による接合部（接続部）の断線や接触不良等を回避し、信頼性を高める。【解決手段】  ハウジング２内に、少なくとも、圧力を電気信号に変換する圧電素子３と、この圧電素子３から得られる電気信号を処理する回路基板部４と、圧電素子３と回路基板部４を電気的に接続するリード部５とを備えてなる圧力センサ１を構成するに際して、リード部５を直線状のピン部材５ｐにより形成し、リード部５の一端５ｓ側を、回路基板部４に貫通させ、かつ回路基板部４の反対側で当該回路基板部４に接続するとともに、リード部５の他端５ｔを、圧縮した導電性を有する弾性部材７を介して圧電素子３側の電極部６に接続する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、少なくとも、圧力を電気信号に変換する圧電素子と、この圧電素子から得られる電気信号を処理する回路基板部と、前記圧電素子と前記回路基板部を電気的に接続するリード部とを備えてなる圧力センサにおいて、前記リード部を直線状のピン部材により形成し、前記リード部の一端側を、前記回路基板部に貫通させ、かつ前記回路基板部の反対側で当該回路基板部に接続するとともに、前記リード部の他端を、圧縮した導電性を有する弾性部材を介して前記圧電素子側の電極部に接続してなることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記弾性部材は、コイルスプリングを用いることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記ハウジング内に基板収容室を設け、前記回路基板部を収容した前記基板収容室に絶縁性を有する充填材を充填してなることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記充填材には、少なくとも、固形時に剛性を有する合成樹脂，固形時に弾性を有するゴム又は合成樹脂，固形時に絶縁性を有するセラミックス粉の一又は二以上を含むことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記ハウジングは、少なくとも前後に二分割し、かつ異なる材料を用いたフロントハウジング部とリアハウジング部の組合わせにより構成することを特徴とする請求項１又は３記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記フロントハウジング部は、ステンレス鋼材を用いることを特徴とする請求項５記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記リアハウジング部は、炭素鋼材により、鍛造，プレス成形又は鋳造した炭素鋼部品を用いることを特徴とする請求項５記載の圧力センサ。
【請求項８】
内燃機関の燃焼室の圧力を検出する燃焼圧センサに適用することを特徴とする請求項１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燃焼圧センサ等に用いて好適な圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン（内燃機関）に付設して燃焼室の圧力を検出する燃焼圧センサ（圧力センサ）は、例えば、特許文献１〜３等で知られている。この種の圧力センサは、いずれもアンプ内蔵形圧力センサとして構成され、ハウジング内には、少なくとも、圧力を電気信号に変換する圧電素子と、この圧電素子から得られる電気信号を処理する回路基板と、圧電素子と回路基板を電気的に接続するリードとを備えている。圧力センサにアンプ（回路基板）を内蔵させる理由は、圧力センサの圧電素子により得られる電気信号を伝送ケーブルを介して車載コントローラ（車載コンピュータ）まで伝送する場合、伝送ケーブルにより伝送される微弱な電気信号に外乱ノイズが重畳して誤動作（誤検出）を生じる問題を回避するとともに、加えて、ノイズの影響を受けにくい高価なローノイズケーブルの使用を回避するためである。
【０００３】
一方、この種の圧力センサは、低温から高温（−４０〜３５０〔℃〕程度）まで変化する厳しい温度環境に晒されるため、圧力センサに回路基板を内蔵させる場合、これらの温度環境に耐える耐熱性部品が必要になるとともに、特に、熱伸縮に伴う接合部（接続部）の断線を防止するための対策を施す必要がある。したがって、上述した従来の圧力センサでは、圧電素子と回路基板を接続するリードに熱伸縮を吸収するための湾曲部（折曲部）を設けるとともに、熱伸縮により生じるリードの変位を逃がすための内部空間を確保していた。
【特許文献１】特開昭６３−１４８１３７
【特許文献２】実開昭６３−７３６４８
【特許文献３】特開平５−１２６６６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の圧力センサは、次のような問題点があった。
【０００５】
第一に、リードに熱伸縮を吸収するための湾曲部（折曲部）を設けたり、熱伸縮により生じるリードの変位を逃がすための内部空間を確保する必要があるため、内部構造が煩雑化し、これに伴う製造性の低下，製造工数の増加及びコストアップを招く。
【０００６】
第二に、圧力センサをエンジンに付設した場合、厳しい温度環境のみならず、劣悪な振動環境にも晒されるが、リードの変位を逃がすための内部空間を確保する必要があることから、リードに無用な振動、即ち、伝達される振動以外の揺れや共振動を許容してしまう。したがって、無用な振動に伴うリードの相対変位により接合部（接続部）の断線や接触不良等を招く虞れがあり、信頼性においても十分とは言えない。
【０００７】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した圧力センサの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するため、ハウジング２内に、少なくとも、圧力を電気信号に変換する圧電素子３と、この圧電素子３から得られる電気信号を処理する回路基板部４と、圧電素子３と回路基板部４を電気的に接続するリード部５とを備えてなる圧力センサ１を構成するに際して、リード部５を直線状のピン部材５ｐにより形成し、リード部５の一端５ｓ側を、回路基板部４に貫通させ、かつ回路基板部４の反対側で当該回路基板部４に接続するとともに、リード部５の他端５ｔを、圧縮した導電性を有する弾性部材７を介して圧電素子３側の電極部６に接続してなることを特徴とする。
【０００９】
この場合、発明の好適な態様により、弾性部材７には、コイルスプリング７ｃを用いることができる。また、ハウジング２内に基板収容室１１を設け、回路基板部４を収容した基板収容室１１に絶縁性を有する充填材１２を充填することができ、この充填材１２には、少なくとも、固形時に剛性を有する合成樹脂，固形時に弾性を有するゴム又は合成樹脂，固形時に絶縁性を有するセラミックス粉の一又は二以上を含ませることができる。さらに、ハウジング２は、少なくとも前後に二分割し、かつ異なる材料を用いたフロントハウジング部２ｆとリアハウジング部２ｒの組合わせにより構成することができる。この際、フロントハウジング部２ｆには、ステンレス鋼材を用いることができるとともに、リアハウジング部２ｒには、炭素鋼材により、鍛造，プレス成形又は鋳造した炭素鋼部品Ｕを用いることができる。なお、圧力センサ１は、内燃機関Ｍの燃焼室Ｍｒの圧力を検出する燃焼圧センサ１ｓに適用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成を有する本発明に係る圧力センサ１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１１】
（１）  リード部５を直線状のピン部材５ｐにより形成し、リード部５の一端５ｓ側を、回路基板部４に貫通させ、かつ回路基板部４の反対側で当該回路基板部４に接続するとともに、リード部５の他端５ｔを、圧縮した導電性を有する弾性部材７を介して圧電素子３側の電極部６に接続するため、リード部５に設ける熱伸縮を吸収するための湾曲部（折曲部）やその変位を逃がす内部空間の確保が不要となり、内部構造の単純化による製造性の向上，製造工数の低減及び製造コストの削減を図ることができる。
【００１２】
（２）  リード部５に設ける熱伸縮を吸収するための湾曲部（折曲部）やその変位を逃がす内部空間の確保が不要になることから、リード部５に対する振動環境による悪影響を防止することができる。したがって、振動による接合部（接続部）の断線や接触不良等を回避し、信頼性を飛躍的に高めることができ、本発明に係る圧力センサ１は、内燃機関Ｍの燃焼室Ｍｒの圧力を検出する燃焼圧センサ１ｓに用いて最適となる。
【００１３】
（３）  好適な態様により、弾性部材７に、コイルスプリング７ｃを用いれば、リード部５の直線性及びバランス性を確保しつつ伸縮に伴うリード部５の相対変位を確実に吸収することができる。
【００１４】
（４）  好適な態様により、ハウジング２内に基板収容室１１を設け、回路基板部４を収容した基板収容室１１に絶縁性を有する充填材１２を充填するようにすれば、使用環境に対応した回路基板部４の保護強化を図ることができる。
【００１５】
（５）  好適な態様により、充填材１２に、少なくとも、固形時に剛性を有する合成樹脂，固形時に弾性を有するゴム又は合成樹脂，固形時に絶縁性を有するセラミックス粉の一又は二以上を含ませれば、防振性（吸振性），耐熱性（放熱性），防水性（防湿性），絶縁性などを使用環境に応じて確保できるとともに、これらの相乗効果を得ることもできる。
【００１６】
（６）  好適な態様により、ハウジング２を、少なくとも前後に二分割し、かつ異なる材料を用いたフロントハウジング部２ｆとリアハウジング部２ｒの組合わせにより構成すれば、例えば、影響を受ける温度環境や内部に配した各種部品との関係においてそれぞれ最適な材料を選択できるため、性能向上や信頼性向上、更にはコストダウンに寄与することができる。
【００１７】
（７）  好適な態様により、フロントハウジング部２ｆに、ステンレス鋼材を用いるとともに、リアハウジング部２ｒに、炭素鋼材により、鍛造，プレス成形又は鋳造した炭素鋼部品Ｕを用いれば、特に、圧力センサ１の先端部（検出ヘッド部）を高温度環境に耐える構造にできるとともに、切削加工が容易でない複雑な形状を有するリアハウジング部２ｒの製造コストを低減することができる。また、リアハウジング部２ｒの成形性を確保しつつ、耐熱性，機械的強度，フロントハウジング部２ｆとリアハウジング部２ｒの接合性（防水性），熱伸縮に対する影響低減等の観点から最適なハウジング２を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
まず、本実施形態に係る圧力センサ１の構成について、図１〜図７を参照して具体的に説明する。
【００２０】
圧力センサ１の全体の外観構成を図５及び図６に示す。圧力センサ１は、前側から、検出ヘッド部５１，取付ネジ部５２，工具係止部５３及びコネクタ部５４を備えており、検出ヘッド部５１及びコネクタ部５４を除いてハウジング２により全体が覆われる。
【００２１】
したがって、このような形態の圧力センサ１は、図７に示すように、内燃機関（エンジン）Ｍの燃焼室Ｍｒの圧力（燃焼圧）を検出する燃焼圧センサ１ｓとして用いることができる。図７中、６１はエンジンシリンダ、６２はエンジンピストン、６３は点火プラグを示しており、圧力センサ１は、エンジンシリンダ６１のシリンダヘッド６１ｈに取付けることができる。この場合、取付けに際しては、シリンダヘッド６１ｈに貫通形成したネジ孔部に、圧力センサ１の取付ネジ部５２を螺着し、工具係止部５３に係合させた工具により締付固定する。これにより、検出ヘッド部５１は燃焼室Ｍｒの内部に臨み、この検出ヘッド部５１に、燃焼室Ｍｒの燃焼圧が作用する。また、コネクタ部５４は伝送ケーブル６６を介して車載コントローラ（車載コンピュータ）６５に接続する。
【００２２】
一方、図３は、圧力センサ１における全体の内部構造を示す。ハウジング２は、前後に二分割したフロントハウジング部２ｆとリアハウジング部２ｒの組合わせにより構成する。この場合、フロントハウジング部２ｆは、高温の燃焼室Ｍｒの内部に臨む検出ヘッド部５１を構成するため、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。具体的には、耐熱性の高いステンレス鋼材、例えば、ＪＩＳ：ＳＵＳ６３０，ＪＩＳ：ＳＵＳ３１６等を用いることが望ましい。ＳＵＳ６３０及びＳＵＳ３１６は、いずれも十分な耐熱性及び機械的強度を有しているが、ＳＵＳ３１６は、機械的強度がＳＵＳ６３０よりも若干劣るため、フロントハウジング部２ｆの使用素材としては、ＳＵＳ６３０が最適である。
【００２３】
他方、リアハウジング部２ｒは、燃焼室Ｍｒに直接晒されることがないため、フロントハウジング部２ｆよりは耐熱性が問われない。しかし、リアハウジング部２ｒは、切削加工が容易でない複雑な形状を有し、しかも使用量も多くなるため、コスト面を考慮して、炭素鋼材により、鍛造，プレス成形又は鋳造した炭素鋼部品Ｕにより構成する。炭素鋼材としては、例えば、ＪＩＳ：Ｓ２０Ｃ，ＪＩＳ：Ｓ２５Ｃ等を用いることが望ましい。Ｓ２０Ｃ及びＳ２５Ｃは、いずれも鍛造，プレス成形又は鋳造が可能であり、コスト面で有利となる。しかも、必要な耐熱性及び機械的強度を有するとともに、上述したＳＵＳ６３０との溶接が可能となるため、必要な接合性（防水性）も確保できる。例示のリアハウジング部２ｒはＳ２０Ｃを用いた。
【００２４】
このように、ハウジング２を、前後に二分割し、かつ異なる材料を用いたフロントハウジング部２ｆとリアハウジング部２ｒの組合わせにより構成したため、それぞれ影響を受ける温度環境や内部に配した各種部品との関係においてそれぞれ最適な材料を選択でき、もって、性能向上や信頼性向上、更にはコストダウンに寄与できる利点がある。特に、フロントハウジング部２ｆに、ステンレス鋼材を用いるとともに、リアハウジング部２ｒに、炭素鋼材により、鍛造，プレス成形又は鋳造した炭素鋼部品Ｕを用いたため、圧力センサ１の先端部（検出ヘッド部）を高温度環境に耐える構造にできるとともに、切削加工が容易でない複雑な形状を有するリアハウジング部２ｒの製造コストを低減することができる。しかも、リアハウジング部２ｒの成形性を確保しつつ、耐熱性，機械的強度，フロントハウジング部２ｆとリアハウジング部２ｒの接合性（防水性），熱伸縮に対する影響低減等の観点から最適なハウジング２を得ることができる。
【００２５】
図１及び図２には、フロントハウジング部２ｆを備える検出ヘッド部５１を拡大して示す。フロントハウジング部２ｆは全体を筒状に形成し、前部に、圧電素子３及び電極部２２を収容するとともに、フロントハウジング部２ｆの前端部に、ダイヤフラムヘッド２１を固着する。ダイヤフラムヘッド２１は、圧力が作用するダイヤフラム部２１ｄと、ダイヤフラムヘッド２１の周縁部を構成するフランジ部２１ｆと、ダイヤフラム部２１ｄの後面に有する伝達部２１ｔを一体形成してなる。このダイヤフラムヘッド２１には、弾性が高く、かつ耐久性，耐熱性，耐触性等に優れた合金製のダイヤフラムを用いる。ダイヤフラムヘッド２１の後には、ダイヤフラム部２１ｄに作用する圧力を電気信号に変換する圧電素子３を配設する。圧電素子３には、例えば、ランガテイト（ＬＴＧ）、望ましくは、既に本出願人が提案したランガテイトの単結晶材料（特開２００６−２５０７１１号公報参照）を用いることができる。なお、伝達部２１ｔは圧電素子３の前面に面接触する一方の電極部を兼ねている。圧電素子３の後には、他方の電極部２２を配設する。電極部２２は、圧電素子３の後面に面接触する素子側電極部２２ｓと、この反対側に突出する突起状のリード側電極部６を一体に有する。この電極部２２（電極部６）には、アルミナセラミックス等により形成したドーナツ形の絶縁リング２４を嵌合する。これにより、電極部６が絶縁リング２４の中心孔に収容され、絶縁リング２４には、後述するコイルスプリング７ｃ（弾性部材７）の一端が入るスプリング収容凹部２６が設けられる。
【００２６】
さらに、フロントハウジング部２ｆの後部には、円筒状の絶縁パイプ２７を収容する。絶縁パイプ２７は、後述するリード部５の前部５ｆが挿通するリード挿通孔２８を有する。また、フロントハウジング部２ｆの中間部は、絶縁リング２４及び絶縁パイプ２７のストッパとして機能し、かつ小径の挿通孔を設けることにより、スプリング収容凹部２６とリード挿通孔２８を連通させる。なお、２９は絶縁パイプ２７の後端部とフロントハウジング部２ｆ間に介在する弾性体を示す。
【００２７】
他方、リアハウジング部２ｒは、図３に示すように、全体を筒状に形成し、前部の外周面に取付ネジ部５２を設けるとともに、後部の外周面に工具係止部５３を設ける。そして、リアハウジング部２ｒの前端には、上述したフロントハウジング部２ｆの後端を接合する。また、工具係止部５３は比較的大径に形成し、内部に基板収容室１１を設けるとともに、リアハウジング部２ｒの後端にコネクタ部５４を取付け、基板収容室１１を閉塞する。なお、工具係止部５３は、締付用の工具が係止すればよいため、例えば、ボルト頭部と同様の六角形状であってもよく、工具係止部５３の形状は他の形状により置換できる。
【００２８】
一方、リアハウジング部２ｒの前部となる取付ネジ部５２の内部には、テフロン（登録商標）製のガイドパイプ３１を収容する。このガイドパイプ３１は後述するリード部５の中間部５ｍが挿通するリード挿通孔３２を有する。また、基板収容室１１には、圧電素子３から得られる電気信号を処理（増幅処理）する回路基板部４を収容する。図４に示すように、回路基板部４は、プリント配線基板であり、プリント配線基板上に複数の電子部品３５…を実装するとともに、コネクタ部５４内に延出する三つのプラグピン３７ａ，３７ｂ，３７ｃを接合して構成する。
【００２９】
そして、この回路基板部４の中心にはリード部５を接続する。このため、回路基板部４は、中心に、リード部５の一端５ｓを挿通（貫通）させるリード挿通孔３６を有する。リード部５は、直線状をなす断面円形のピン部材５ｐにより一体に形成し、ガイドパイプ３１のリード挿通孔３２に挿通する中間部５ｍと、この中間部５ｍの前端から延出し、かつこの中間部５ｍよりも小径に形成することにより絶縁パイプ２７に挿通する前部５ｆと、中間部５ｍの後端から延出し、かつこの中間部５ｍよりも大径に形成する後部５ｒからなる。リード部５の材料としては、真鍮及びベリリウム銅等を用いることができる。この場合、加工性及びコストメリットを考慮すれば、真鍮が望ましい。これに対して、電気伝導性，高温強度，信頼性等を考慮すれば、ベリリウム銅が望ましい。
【００３０】
また、７ｃは、弾性部材７を構成するコイルスプリングであり、弾性が高く、かつ耐久性，耐熱性，耐触性等に優れた合金製のコイルスプリングを用いる。したがって、このコイルスプリング７ｃは、前述したダイヤフラムヘッド２１と同一の材料を用いることができる。コイルスプリング７ｃは、上述した電極部６とリード部５の他端５ｔ（前部５ｆ）間に圧縮した状態で介在させることができる長さを選定するとともに、リード部５の前部５ｆの径に対して同一又はやや小さい径を選定する。
【００３１】
一方、コネクタ部５４は、アルミナセラミックス等の絶縁材料により一体形成し、前端部がリアハウジング部２ｒ（基板収容室１１）の後端に挿入することにより当該後端を閉塞するコネクタ基部４１を備える。このコネクタ基部４１には、前述した三つのプラグピン３７ａ，３７ｂ，３７ｃが貫通し、コネクタ基部４１内に突出することにより、コネクタ部５４を構成する。
【００３２】
次に、このような構造を有する圧力センサ１の組立方法について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３３】
まず、検出ヘッド部５１の組立を行う。この場合、図１に示すように、フロントハウジング部２ｆの前端から内部に絶縁リング２４及び電極部２２を収容するとともに、圧電素子３を収容する。そして、ダイヤフラムヘッド２１のフランジ部２１ｆを、フロントハウジング部２ｆの前端に溶接により固定する。また、フロントハウジング部２ｆの後端から内部に絶縁パイプ２７を収容するとともに、弾性体２９を収容し、フロントハウジング部２ｆの後端に一体形成したカシメ部３０によりカシメを行う。そして、図３に示すように、絶縁パイプ２７の内部にコイルスプリング７ｃを収容する。これにより、コイルスプリング７ｃの前端がスプリング収容凹部２６に収容される。この後、ガイドパイプ３１を収容したリアハウジング部２ｒを用意し、このリアハウジング部２ｒの前端をフロントハウジング部２ｆの後端に嵌合し、溶接により固定する。
【００３４】
一方、別途製造した回路基板部４を用意する。回路基板部４には、前述したように、複数の電子部品３５…及び三つのプラグピン３７ａ，３７ｂ，３７ｃが実装されている。また、リード部５を用意し、図４に示すように、リード部５の後部５ｒ（一端５ｓ）を回路基板部４のリード挿通孔３６に対して裏面４ｒ側から挿通し、表面４ｆ側へ若干突出させる。そして、リード部５の後部５ｒと表面４ｆ側における所定の配線パターンを半田付等により接続する。
【００３５】
リード部５を接続した回路基板部４が得られたなら、リード部５を、基板収容室１１からガイドパイプ３１のリード挿通孔３２に挿通させ、リード部５の前部５ｆ（他端５ｔ）を絶縁パイプ２７のリード挿通孔２８に至らせるとともに、回路基板部４を基板収容室１１に収容し、所定の位置にセッティングする。これにより、電極部６の先端面とリード部５の他端５ｔ間にコイルスプリング７ｃが圧縮した状態で介在し、電極部６とリード部５はコイルスプリング７ｃを介して電気的に接続される。
【００３６】
また、基板収容室１１には絶縁性を有する充填材１２を充填する。これにより、図３に示すように、基板収容室１１からガイドパイプ３１に至る内部空間が充填材１２により充填される。充填材１２を充填することにより、使用環境に対応した回路基板部４の保護強化を図ることができる。充填材１２には、固形時に剛性を有する合成樹脂，固形時に弾性を有するゴム又は合成樹脂，固形時に絶縁性を有するセラミックス粉の一又は二以上を含ませることができる。固形時に剛性を有する合成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等を用いることができるとともに、固形時に弾性を有するゴム又は合成樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂等を用いることができる。さらに、個々の充填材を二以上含ませる態様には、予め固形時に弾性を有するゴム又は合成樹脂を回路基板部４の全体に塗布して一定の厚さのコーティング層を設け、この後、固形時に剛性を有する合成樹脂を充填する態様或いは合成樹脂とセラミックス粉の合成材（プラセラ）を用いる態様などが含まれる。このような充填材１２を適宜用いることにより、防振性（吸振性），耐熱性（放熱性），防水性（防湿性），絶縁性などを使用環境に応じて確保できるとともに、これらの相乗効果を得ることもできる。
【００３７】
次いで、コネクタ基部４１に弾性リング等の弾性体４２を装着し、リアハウジング部２ｒの後端に挿入する。この際、コネクタ基部４１に設けた挿通孔に三つのプラグピン３７ａ，３７ｂ，３７ｃを貫通させる。そして、リアハウジング部２ｒの後端に一体形成したカシメ部４３のカシメを行うことによりコネクタ基部４１をリアハウジング部２ｒの後端に固定する。これにより、基板収容室１１が閉塞されるとともに、伝送ケーブル６６を接続可能なコネクタ部５４が得られる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る圧力センサ１の使用方法及び動作について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３９】
前述したように、圧力センサ１は、燃焼圧センサ１ｓとして利用できるため、図７に示すように、自動車等のエンジンＭに付設して燃焼圧を検出することができる。圧力センサ１をエンジンＭに取付けるに際しては、シリンダヘッド６１ｈのネジ孔部に、圧力センサ１の取付ネジ部５２を螺着し、工具係止部５３に係止させた工具により締付固定する。
【００４０】
一方、エンジン１１の作動時には、ダイヤフラムヘッド２１のダイヤフラム部２１ｄに圧力（燃焼圧）が付与される。これにより、電極部（伝達部）２１ｔと電極部２２間によって挟圧された圧電素子３に圧力が作用することにより圧電素子３に生じた電荷が、電極部６，コイルスプリング７ｃ，リード部５を介して回路基板部４に付与される。そして、回路基板部４により、微弱の電気信号に対する所定の処理（増幅処理）がなされ、コネクタ部５４及び伝送ケーブル６６を介して車載コントローラ（車載コンピュータ）６５に付与される。
【００４１】
ところで、この場合、圧力センサ１は自動車等のエンジンＭに付設されるため、通常、−４０〜３５０〔℃〕程度の厳しい温度環境（温度変動）に晒される。したがって、ハウジング２、特にリアハウジング２ｒとリード部５の熱伸縮により、リード部５がハウジング２に対して相対変位を繰り返す。今、図８において、リード部５の常温時の長さをＬｓ、リード部５の高温時の長さをＬｍ、リアハウジング２ｒの常温時の長さをＨｓ、リアハウジング２ｒの高温時の長さをＨｍとすれば、コイルスプリング７ｃの相対的な変位幅Ｋは、Ｋ＝（Ｌｍ−Ｌｓ）−（Ｈｍ−Ｈｓ）となり、この変位幅Ｋは、考えられる材料及び寸法を想定した場合、最大０．０６〔ｍｍ〕程度となる。なお、図８中、Ｐｏは圧力センサ１の固定端を示す。
【００４２】
また、前述した圧力センサ１をエンジンＭに取付ける場合、工具より締付を行うが、この際の軸力は、最大１２〔ｋＮ〕になるとともに、最大の軸力により締付けた場合、ハウジング２は、圧力センサ１の先端に対して１５０〔μｍ〕程度短縮することが確認されている。
【００４３】
一方、例示するコイルスプリング７ｃの許容変位は、１．３２〔ｍｍ〕であり、上述した変位幅Ｋ（０．０６〔ｍｍ〕程度）及び締付による短縮（１５０〔μｍ〕程度）を考慮しても、コイルスプリング７ｃによってリード部５の伸縮を十分に吸収することができる。弾性部材７に、このようなコイルスプリング７ｃを用いることにより、リード部５の直線性及びバランス性を確保しつつ、応力短縮及び熱伸縮に伴うリード部５の相対変位を確実に吸収することができる。
【００４４】
よって、このような本実施形態に係る圧力センサ１によれば、リード部５を直線状のピン部材５ｐにより形成し、リード部５の一端５ｓ側を、回路基板部４に貫通させ、かつ回路基板部４の反対側で当該回路基板部４に接続するとともに、リード部５の他端５ｔを、圧縮した導電性を有する弾性部材７を介して圧電素子３側の電極部６に接続するため、リード部５に設ける熱伸縮を吸収するための湾曲部（折曲部）やその変位を逃がす内部空間の確保が不要となり、内部構造の単純化による製造性の向上，製造工数の低減及び製造コストの削減を図ることができる。また、リード部５に設ける熱伸縮を吸収するための湾曲部（折曲部）やその変位を逃がす内部空間の確保が不要になることから、リード部５に対する振動環境による悪影響を防止することができる。したがって、振動による接合部（接続部）の断線や接触不良等を回避し、信頼性を飛躍的に高めることができる。
【００４５】
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【００４６】
例えば、弾性部材７としてコイルスプリング７ｃを用いた場合を示したが、その他、板バネ（蛇腹式バネ）や導電性ゴム等の各種の弾性部材７を適用できる。また、圧力センサ１の全体或いは細部における構成（形式）は、本発明の要部構成を含む以上、任意に構成することができる。一方、圧電素子３，コイルスプリング７ｃ，フロントハウジング部２ｆ，リアハウジング部２ｒ，リード部５等に用いた材料は、例示に限定されるものではなく、適宜選定できる。さらに、ハウジング２は、前後に二分割した場合を示したが、三分割以上であってもよいし、分割しない一体形成する場合を排除するものではない。
【００４７】
なお、圧力センサ１は、例示のように、内燃機関Ｍの燃焼室Ｍｒの圧力を検出する燃焼圧センサ１ｓに用いて最適となるが、排気圧や燃料噴射圧をはじめ、温度変動の大きい環境や振動の大きい環境等の他の分野における各種用途の圧力センサとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る圧力センサにおける検出ヘッド部の内部構造を示す断面側面図、
【図２】図１中Ｘ−Ｘ線断面図、
【図３】同圧力センサの内部構造を示す断面側面図、
【図４】同圧力センサの要部構成に用いる部品を示す一部断面側面図、
【図５】同圧力センサの外観側面図、
【図６】同圧力センサの外観背面図、
【図７】同圧力センサをエンジンに付設した状態を示す構成図、
【図８】同圧力センサの作用説明図、
【符号の説明】
【００４９】
１：圧力センサ，１ｓ：燃焼圧センサ，２：ハウジング，２ｆ：フロントハウジング部，２ｒ：リアハウジング部，３：圧電素子，４：回路基板，５ｐ：ピン部材，５ｓ：リードの一端，５ｔ：リードの他端，６：電極部，７：弾性部材，７ｃ：コイルスプリング，１１：基板収容室，１２：充填材，Ｍ：内燃機関，Ｍｒ：燃焼室，Ｕ：炭素鋼部品
【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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