(57)【要約】【課題】デポジットの侵入による悪影響を回避し得る圧力センサの取付構造を提供する。【解決手段】圧力センサ１００は、検出部を先端に有する小径部１０１と、基端側に位置する大径部１０２と、これら小径部１０１と大径部１０２との間に位置するシール部３３とを備え、センサ装着孔２０１は、圧力センサ１００の小径部１０１に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部２０２と、圧力センサ１００の大径部１０２を取り囲む大径孔部２０３と、これら小径孔部２０２と大径孔部２０３との間に位置し、かつ圧力センサのシール部３３が当接する段孔部２０４とを有し、圧力センサ１００の小径部１０１とセンサ装着孔２０１の小径孔部２０２との間の空隙にベローズシール３００が装着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ取付部材に形成されたセンサ装着孔に圧力センサを装着した圧力センサの取付構造であって、
前記圧力センサは、検出部を先端に有する小径部と、基端側に位置する大径部と、これら小径部と大径部との間に位置するシール部とを備え、
前記センサ装着孔は、前記圧力センサの小径部に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部と、前記圧力センサの大径部を取り囲む大径孔部と、これら小径孔部と大径孔部との間に位置し、かつ前記圧力センサのシール部が当接する段孔部とを有し、
前記圧力センサの小径部と前記センサ装着孔の小径孔部との間の空隙にベローズシールが装着されている、ことを特徴とする圧力センサの取付構造。
【請求項２】
前記ベローズシールは、金属製でかつ弾性変形可能に形成されており、
前記圧力センサの小径部の外周面と前記センサ装着孔の小径孔部の内周面とに接触している、ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に組み込まれる圧力センサの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子などを利用して内燃機関の燃焼室内の各種圧力を検知する圧力センサが特許文献１にて知られている。この圧力センサは、シリンダヘッドなどに形成されたセンサ装着孔に取り付けられる。圧力センサとセンサ装着孔との間のシールは、センサ装着孔に形成された環状の段部に対し、圧力センサに形成された環状の肩部を押し当てることによって行われ、圧力センサの先端側の検出部とセンサ装着孔との間には空隙（加工クリアランス）が形成される。
【０００３】
【特許文献１】実開平６−８６０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたような圧力センサを用いて内燃機関の筒内圧を検出する場合、燃焼室内での燃料の燃焼に伴って発生する有機化合物が圧力センサの先端部とセンサ装着孔との間の空隙（加工クリアランス）に侵入堆積し、経時的に炭化および固化しやすい。このような析出物、いわゆるデポジットは、圧力センサの検出部とシリンダヘッドとの間の熱伝導媒体となってしまう。検出部の温度変化は、圧力センサの測定精度を左右する大きな要因であるため、検出部の放熱特性がデポジットによって変化することは、圧力センサによる検出値の信頼性の低下をもたらす。また、空隙（加工クリアランス）にデポジットが堆積すると、圧力センサを取り外す際に、圧力センサが破壊に至る可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、デポジットの侵入による悪影響を回避し得る圧力センサの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧力センサの取付構造は、センサ取付部材に形成されたセンサ装着孔に圧力センサを装着した圧力センサの取付構造であって、前記圧力センサは、検出部を先端に有する小径部と、基端側に位置する大径部と、これら小径部と大径部との間に位置するシール部とを備え、前記センサ装着孔は、前記圧力センサの小径部に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部と、前記圧力センサの大径部を取り囲む大径孔部と、これら小径孔部と大径孔部との間に位置し、かつ前記圧力センサのシール部が当接する段孔部とを有し、前記圧力センサの小径部と前記センサ装着孔の小径孔部との間の空隙にベローズシールが装着されている、ことを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、圧力センサの小径部とセンサ装着孔の小径孔部との間の空隙にベローズシールが装着されるので、圧力センサの小径部とセンサ装着孔の小径孔部との間の空隙にデポジットが堆積するのを防ぐことができる。
【０００８】
上記構成において、前記ベローズシールは、金属製でかつ弾性変形可能に形成されており、前記センサの小径部の外周面と前記センサ装着孔の小径孔部の内周面とに接触している、構成を採用できる。
【０００９】
この構成によれば、金属製のベローズシールがセンサの小径部の外周面とセンサ装着孔の小径孔部の内周面とに接触することにより、圧力センサの放熱性が高まり、検出特性が安定化する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベローズシールによりセンサの小径部とセンサ装着孔の小径孔部との間にデポジットが侵入するのを確実に防ぐことができ、デポジットの侵入による悪影響を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る圧力センサ１００のセンサ取付部材としてのシリンダヘッド２００に形成されたセンサ装着孔への取付構造を示す概略断面図である。
【００１３】
この圧力センサ１００は、検出部としての受圧用ダイアフラム１０を先端に有する小径部１０１、基端側に位置する大径部１０２、大径部１０２に接続されたコネクタ部１０３、小径部１０１と大径部１０２との間に位置するシール部３３等からなる。
【００１４】
一方、シリンダヘッド２００に形成されたセンサ装着孔２０１は、燃焼室２０５に通じており、このセンサ装着孔２０１は、圧力センサ１００の小径部１０１に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部２０２と、圧力センサ１００の大径部１０２を取り囲む大径孔部２０３と、これら小径孔部２０２と大径孔部２０３との間に位置し、かつ圧力センサ１００のシール部３３が当接する段孔部２０４とを有する。
【００１５】
圧力センサ１００においては、受圧用ダイアフラム１０、筒状のメタルケース２０、筒状の金属ステム３０、筒状のハウジング４０が溶接、ロウ付け、接着などにより一体化されている。そして、ハウジング４０に対してコネクタ部１０３が接続されている。
【００１６】
ハウジング４０は、例えば、ステンレスなどの金属製であり、その外面には、センサ装着孔２０１の大径孔部２０３に固定するためのねじ部４１が形成されている。すなわち、圧力センサ１００は、シリンダヘッド２００のねじ孔からなる大径孔部２０３へねじ結合により固定される。
【００１７】
金属ステム３０は、中空筒形状に加工されたステンレスなどの金属製の部材であり、メタルケース２０側の端部が開口部３１、ハウジング４０側の端部が薄肉状の歪み部３２となっている。
【００１８】
金属ステム３０の歪み部３２は、受圧用ダイアフラム１０が受けた圧力Ｐが印加されて歪むようになっている。そして、歪み部３２には、圧力Ｐによる歪みに基づいて信号を発生する検出素子５０が設けられている。
【００１９】
金属ステム３０の外周面には、上記したシール部３３が形成されており、このシール部３３は、図１に示すように、テーパ面となっており、圧力センサ１００をセンサ装着孔２０１にねじ込んだ際に、段孔部２０４に密着（当接）し、センサ装着孔２０１をシールするようになっている。
【００２０】
メタルケース２０は、ステンレス等の金属製であり、金属ステム３０の開口部３１にはめ込まれて接合固定されている。そして、上記受圧ダイアフラム１０は、このメタルケース２０の先端部に接合されている。
【００２１】
受圧用ダイアフラム１０は、例えば、ステンレスなどの金属製円形板状のものであり、圧力Ｐの印加により歪み変形するようになっている。
【００２２】
金属ステム３０の中空部及びメタルケース２０の中空部により形成される空間内部には、圧力伝達部材６０が設けられている。圧力伝達部材６０は、例えば、ステンレス等の金属やセラミックス等の材料で棒状に形成されている。
【００２３】
圧力伝達部材６０の各端部は、それぞれ金属ステム３０の歪み部３２、受圧ダイアフラム１０に対して荷重を与えた状態で接触しており、圧力Ｐは、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材６０を介して金属ステム３０の歪み部３２に印加されるようになっている。
【００２４】
受圧用ダイアフラムが受けた圧力Ｐが、金属ステム３０の歪み部３２に伝達され、この歪み部３２の歪みに基づいて上記検出素子５０から信号が出力される。
【００２５】
ハウジング４０の内部には、セラミック基板などからなる配線基板４２が設けられている。そして、配線基板４２にはＩＣチップ４３が搭載され、配線基板４２と電気的に接続されている。ＩＣチップ４３は、検出素子５０からの出力を増幅、調整等するための回路を形成する。
【００２６】
ハウジング４０内において、ＩＣチップ４３と検出素子５０とは、配線部材４４により電気的に接続されている。配線部材４４としては、リード線やフレキシブルプリント基板などが採用される。
【００２７】
上記したコネクタ部１０３は、ハウジング４０に対して、Ｏリング４５を介して接続されている。このコネクタ部１０３は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂からなるもので、コネクタ部１０３には、金属製のターミナル１０３ａがインサート成形などにより一体化されている。
【００２８】
コネクタ部１０３は、一端側がハウジング４０の開口部に挿入された状態でハウジング４０に組み付けられており、ハウジング４０の開口部の縁部がコネクタ部１０３にかしめられることにより、コネクタ部１０３とハウジング４０とが一体的に固定されている。
【００２９】
ハウジング４０内において、コネクタ部１０３のターミナル１０３ａは、配線基板４２と電気的に接続されている。そして、ターミナル１０３ａは、自動車の電子制御ユニット（ＥＣＵ）などに対して、電気的に接続可能となっており、それにより、圧力センサ１００は外部との信号のやりとりなどが可能となっている。
【００３０】
圧力センサ１００の小径部１０１とセンサ装着孔２０１の小径孔部２０２との間には、空隙（加工クリアランス）ＣＬが形成される。この空隙ＣＬの幅は、例えば、０．５ｍｍ程度である。この空隙ＣＬには、ベローズシール３００が装着されている。
【００３１】
ベローズシール３００は、図２に示すように、蛇腹状に形成され、例えば、ＳＵＳ６３０系（析出硬化処理）やインコネル等の耐久性、耐腐食性をもった金属材料で形成されている。
【００３２】
また、ベローズシール３００は、弾性変形可能に形成されており、図１に示すように、その外周面及び内周面が、圧力センサ１００の小径部１０１の外周面とセンサ装着孔２０１の小径孔部２０２の内周面とにそれぞれ接触するように配置されている。
【００３３】
さらに、ベローズシール３００は、圧力センサ１００の小径部１０１の略全長にわたって配置されている。
【００３４】
尚、ベローズシール３００は、弾性変形することにより、圧力センサ１００の小径部１０１とセンサ装着孔２０１の小径孔部２０２との間の空隙ＣＬに固定されるが、ベローズシール３００の固定方法は種々の方法を採用できる。
【００３５】
上記のように、ベローズシール３００を圧力センサ１００の小径部１０１とセンサ装着孔２０１の小径孔部２０２との間の空隙ＣＬに配置することにより、圧力センサ１００の小径部１０１とセンサ装着孔２０１の小径孔部２０２との間に形成される空隙ＣＬ内に燃焼室で発生したデポジットが侵入するのを確実に防ぐことができ、空隙ＣＬ内にデポジットが堆積しない。この結果、圧力センサ１００の検出特性が変化するのを抑制できる。
【００３６】
また、金属製のベローズシール３００が圧力センサ１００の小径部１０１と小径孔部２０２の略全長にわたって接触しているので、熱伝導面積を広く確保でき、ベローズシール３００を介して圧力センサ１００からシリンダヘッド２００へ放熱されやすくなる。これにより、圧力センサ１００への熱の影響を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧力センサの取付構造を示す概略断面図である。
【図２】ベローズシールの外観を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…受圧用ダイアフラム
２０…メタルケース
３０…金属ステム
３３…シール部
４０…ハウジング
５０…検出素子
６０…圧力伝達部材
１００…圧力センサ
１０１…小径部
１０２…大径部
１０３…コネクタ部
２００…シリンダヘッド（センサ取付部材）
２０１…センサ装着孔
２０２…小径孔部
２０３…大径孔部
２０４…段孔部
２０５…燃焼室
３００…ベローズシール
ＣＬ…空隙
【図１】
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【図２】
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