(57)【要約】【課題】ハウジング内に感圧素子と、感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材としてのロッドを収納してなる圧力検出装置において、ロッドの周辺部にて細径化を適切に実現する。【解決手段】圧力が検出されるエンジンブロック１００に取付可能なハウジング１０と、ハウジング１０に収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子２０と、ハウジング１０内にて感圧素子２０よりもハウジング１０の一端側に収納され感圧素子２０に圧力を伝達する棒状のロッド３０と、ハウジング１０の他端側に設けられ感圧素子２０からの信号を取り出すためのコネクタ部４０とを備える圧力検出装置において、ロッド３０における感圧素子２０側の端部３１とは反対側の端部３２寄りの部位が、ロッド３０の途中部からハウジング１０より突出して露出しており、ロッド３０の露出部３３の先端部３２にてエンジンの燃焼圧を受圧するようになっている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング（１０）と、
前記ハウジングに収納され、圧力に応じた信号を出力する感圧素子（２０）と、
前記ハウジング内にて前記感圧素子よりも前記ハウジングの一端側に収納され、前記感圧素子に圧力を伝達する棒状の圧力伝達部材（３０）と、
前記ハウジングの他端側に設けられ、前記感圧素子からの信号を取り出すためのコネクタ部（４０）とを備える圧力検出装置において、
前記圧力伝達部材における前記感圧素子側の端部（３１）とは反対側の端部（３２）寄りの部位が、前記圧力伝達部材の途中部から前記ハウジングより突出して露出しており、
この圧力伝達部材における前記ハウジングからの露出部（３３）の先端部にて前記被検出体の圧力を受圧するようになっていることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
前記ハウジング（１０）のうち前記圧力伝達部材（３０）を収納する部位は、前記感圧素子（２０）を収納する部位よりも細くなっ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】
前記圧力伝達部材（３０）における前記ハウジング（１０）からの露出部（３３）の外周面には凹凸部（３５）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング内に、感圧素子と該感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材とを収納してなる圧力検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の圧力検出装置としては、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジングと、ハウジングに収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子と、ハウジング内にて感圧素子よりもハウジングの一端側に収納され感圧素子に圧力を伝達する棒状の圧力伝達部材と、ハウジングの他端側に設けられ感圧素子からの信号を取り出すためのコネクタ部とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、このものでは、感圧素子と棒状の圧力伝達部材の全体、さらには感圧素子およびコネクタ部を接続するための端子台がハウジングに収納され、しかも、ハウジングの径は感圧素子のサイズや圧力伝達部材の径よりも大きな端子台に合わせて決められていたため、ハウジングの径を細くすることには、制約があった。
【０００４】
例えば、このような圧力検出装置をエンジンの燃焼圧センサに適用する場合、ハウジングにおける圧力伝達部材の収納部をエンジンブロックの穴に挿入し、燃焼室内の圧力を圧力伝達部材で受圧して検出する。
【０００５】
ここで、エンジンに対しては、小型化や軽量化の要望があり、圧力検出装置の搭載スペースも小さくする必要がある。そのため、圧力検出装置においては特に受圧部である圧力伝達部材の周辺部の細径化が望まれている。
【０００６】
一方、ハウジングのうち圧力伝達部材の収納部のみを、感圧素子や端子台の収納部に比べ、棒状の圧力伝達部材に合わせて細くした構成のものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２５３３７４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平５−３４２３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハウジングのうち圧力伝達部材の収納部のみを感圧素子や端子台の収納部に比べて細くしたとしても、圧力伝達部材の外側には依然としてハウジングが存在するため、ハウジングの肉厚の分、細径化には制約がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、ハウジング内に感圧素子と、感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材とを収納してなる圧力検出装置において、圧力伝達部材の周辺部にて細径化を適切に実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング（１０）と、ハウジングに収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子（２０）と、ハウジング内にて感圧素子よりもハウジングの一端側に収納され感圧素子に圧力を伝達する棒状の圧力伝達部材（３０）と、ハウジングの他端側に設けられ感圧素子からの信号を取り出すためのコネクタ部（４０）とを備える圧力検出装置において、圧力伝達部材における感圧素子側の端部（３１）とは反対側の端部（３２）寄りの部位が、圧力伝達部材の途中部からハウジングより突出して露出しており、この圧力伝達部材におけるハウジングからの露出部（３３）の先端部にて被検出体の圧力を受圧するようになっていることを特徴とする。
【００１２】
それによれば、圧力伝達部材における感圧素子側の端部とは反対側の端部寄りの部位、すなわち圧力伝達部材における被検出体の圧力を受圧する端部側の部位が、圧力伝達部材の途中部からハウジングより突出して露出した構成となる。
【００１３】
そのため、この圧力伝達部材の露出部の外周にはハウジングが存在しなくなるので、圧力伝達部材の露出部においては従来に比べ、大幅な細径化を図ることができる。よって、本発明によれば、圧力伝達部材の周辺部にて細径化を適切に実現することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、ハウジング（１０）のうち圧力伝達部材（３０）を収納する部位は、感圧素子（２０）を収納する部位よりも細くなっていることを特徴とする。
【００１５】
それによれば、圧力検出装置のうち圧力伝達部材の露出部だけでなく、圧力伝達部材がハウジングに収納されている部位においても、それ以外のハウジング部分よりは細径化を図ることができ、好ましい。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、圧力伝達部材（３０）におけるハウジング（１０）からの露出部（３３）の外周面には凹凸部（３５）が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
圧力検出装置を、例えばエンジンの燃焼圧センサに適用する場合、圧力伝達部材の露出部をエンジンブロックの穴に挿入する。その場合、当該露出部とエンジンブロックの穴との間には、潤滑剤を介在させることが一般的に行われる。そのような場合において、本発明のように、圧力伝達部材の露出部の外周面に凹凸部を形成すれば、凹部に潤滑剤を保持できるため、好ましい。
【００１８】
なお、上記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一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置Ｓ１の概略断面構成を示す図であり、図２は図１中の感圧素子２０の近傍部拡大図である。ここでは、圧力検出装置Ｓ１を、被検出体であるエンジンの燃焼室内の圧力（燃焼圧）を検出する燃焼圧センサとして適用した例として述べる。
【００２０】
この圧力検出装置Ｓ１は、大きくは、エンジンブロック１００に取付可能なハウジング１０と、ハウジング１０に収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子２０と、ハウジング１０内にて感圧素子２０よりもハウジング１０の一端側に収納され感圧素子２０に圧力を伝達する棒状の圧力伝達部材としてのロッド３０と、ハウジング１０の他端側に設けられ感圧素子２０からの信号を取り出すためのコネクタ部４０とを備える。
【００２１】
ハウジング１０は、例えばステンレス等の金属からなる筒状のものであり、ハウジング１０のうちロッド（圧力伝達部材）３０を収納する部位は、感圧素子２０を収納する部位よりも細くなっている。
【００２２】
そして、このハウジング１０のうちロッド３０を収納する部位が、図１中、一点鎖線で示すエンジンブロック１００に形成された穴１０１に挿入されている。ここで、ハウジング１０は、エンジンブロック１００の穴１０１に対し、ハウジング１０の外周面に設けられたネジ部１１を介してネジ結合されている。
【００２３】
そして、棒状のロッド３０における感圧素子２０側の端部３１とは反対側の端部３２寄りの部位が、ロッド３０の途中部からハウジング１０より突出して露出し、この露出した部分が露出部３３となっている。
【００２４】
ここで、ロッド３０は、ステンレス等の金属からなる棒状のものである。ロッド３０における感圧素子２０側の端部３１には出っ張り部３４が形成され、この出っ張り部３４がハウジング１０に引っかかることで、ハウジング１０からロッド３０が抜けないようになっている。
【００２５】
そして、図１中の白抜き矢印に示すように、ロッド３０における露出部３３の先端部３２、すなわちロッド３０における感圧素子２０側の端部３１とは反対側の端部３２にて、エンジンの燃焼室１０２からの圧力が受圧されるようになっている。
【００２６】
この受圧時には、ロッド３０はハウジング１０に対して摺動し、感圧素子２０側へ変位するようになっている。なお、ハウジング１０におけるロッド３０の挿入部においては、ハウジング１０とロッド３０との間には、セラミック潤滑剤等の潤滑剤が設けられる。
【００２７】
また、感圧素子２０は、印加された圧力に応じた信号を出力するものであれば特に限定されないが、例えば、半導体基板にゲージ抵抗を形成したものを用いることができる。具体的には、シリコン基板にゲージ抵抗として拡散抵抗を形成し、この拡散抵抗によってブリッジ回路を形成したものを採用することができる。
【００２８】
そして、図２に示すように、この感圧素子２０には、ガラスからなる介在部材２１が陽極接合等にて接合され、その介在部材２１の上には炭素鋼等の鋼材からなる半球２２が接着等にて接合され、感圧素子２０、介在部材２１および半球２２は一体化されている。
【００２９】
そして、半球２２の曲面とロッド３０とが接して配置されており、ロッド３０からの圧力は、半球２２、介在部材２１を介して感圧素子２０へ伝達されるようになっている。
【００３０】
また、コネクタ部４０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等からなるコネクタプラグ４１にターミナル４２およびプレート４３をインサート成形にて一体化させたものである。このコネクタ部４０を外部の配線部材に結合することにより、圧力検出装置Ｓ１の信号を外部へ取り出すことが可能となる。
【００３１】
ターミナル４２は銅等からなり、プレート４３はステンレス等の金属からなる。プレート４３は、感圧素子２０を支持しており、感圧素子２０にロッドから圧力が印加されたときに感圧素子２０を受け止める役割を果たすものである。
【００３２】
そして、ターミナル４２の一端側は、プレート４３に形成された穴から感圧素子２０側へ露出し、ターミナル４２の他端側はコネクタプラグ４１の開口部４１ａ内に露出している。このターミナル４２の他端側は外部配線部材等と接続される部分である。
【００３３】
ここで、図２に示すように、感圧素子２０は、プレート４３の上に電気絶縁性の台座２３を介して搭載されている。この台座２３は、例えば樹脂接着剤またはコネクタプラグ４１と同一の樹脂からなるものにできる。後者の場合、台座２３は、コネクタ部４０をインサート成形する際に同時成形することができ、安価である。
【００３４】
また、感圧素子２０とターミナル４２の一端側とは、金やアルミ等のボンディングワイヤ２４によって結線され、電気的に接続されている。そして、コネクタ部４０とハウジング１０とは、コネクタ部４０のプレート４３とハウジング１０とを溶接したりかしめたりする等により接合されている。
【００３５】
このような圧力検出装置Ｓ１は、例えば、次のようにして作ることができる。コネクタ部４０に対して、介在部材２１および半球２２が一体化された感圧素子２０を搭載し、ワイヤボンディングを行って感圧素子２０とターミナル４２とを結線する。
【００３６】
続いて、このものをロッド３０が挿入されたハウジング１０と一体化させ、溶接やかしめ等により固定する。こうして、圧力検出装置Ｓ１を製造することができる。
【００３７】
この圧力検出装置Ｓ１は、エンジンブロック１００に対して、図１に示すように、ネジ結合され取り付けられる。この状態にて、ロッド３０の露出部３３の先端部３２に燃焼圧が印加されると、ロッド３０がその長手方向に変位し、燃焼圧はロッド３０、半球２２、介在部材２１を介して感圧素子２０に印加される。
【００３８】
そして、感圧素子２０では、印加された圧力に応じた信号が出力され、その信号は、ボンディングワイヤ２４から、ターミナル４２を介して外部へ取り出される。こうして、燃焼圧の検出が行われる。
【００３９】
ところで、本実施形態によれば、ロッド（圧力伝達部材）３０における感圧素子２０側の端部３１とは反対側の端部３２寄りの部位、すなわちロッド３０における被検出体の圧力を受圧する端部３２側の部位が、ロッド３０の途中部からハウジング１０より突出しており、露出部３３として構成されている。
【００４０】
そのため、このロッド３０の露出部３３の外周にはハウジング１０が存在しなくなるので、ロッド３０の露出部３３においては従来に比べ、大幅な細径化を図ることができる。
【００４１】
よって、本実施形態によれば、圧力伝達部材の周辺部にて細径化を適切に実現することができる。そして、エンジンブロック１００の穴１０１も、特にロッド３０の露出部３３に対応する部分にて、より細いものにでき、エンジンの軽量化、小型化等に効果をもたらしている。
【００４２】
また、上記図１に示したように、ハウジング１０のうちロッド３０を収納する部位は、感圧素子２０を収納する部位よりも細くなっている。それによれば、圧力検出装置Ｓ１のうちロッド３０の露出部３３だけでなく、ロッド３０がハウジング１０に収納されている部位においても、それ以外のハウジング部分よりは細径化を図ることができ、好ましい。
【００４３】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る圧力検出装置Ｓ２の概略断面構成を示す図である。上記第１実施形態と同一部分には、図中、同一符号を付してある。本実施形態では、ロッド３０におけるハウジング１０からの露出部３３の外周面に凹凸部３５を形成したことが、上記実施形態と相違する点である。
【００４４】
上記第１実施形態と同様に、本実施形態においても、ロッド３０の露出部３３をエンジンブロックの穴に挿入する。その場合、当該露出部３３とエンジンブロックの穴との間には、潤滑剤を介在させることが一般的に行われる。この潤滑剤としては、セラミック潤滑剤が一般的である。
【００４５】
そのような場合において、本実施形態のように、ロッド３０の露出部３３の外周面に凹凸部３５を形成すれば、凹んだ凹部３５に潤滑剤を蓄えて保持することができる。そのため、ロッド３０のエンジンブロックの穴の内面への固着防止や燃焼ガスの侵入防止等がなされ、良好な摺動を確保してロスの少ない圧力伝達が可能となる。
【００４６】
なお、本発明は、細径化を図るためにハウジングからロッドを突出させて露出させたことを要部とするものであり、圧力検出装置においてその他の部分は、適宜設計変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の概略断面図である。
【図２】図１中の感圧素子の近傍部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧力検出装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１０…ハウジング、２０…感圧素子、３０…圧力伝達部材としてのロッド、
３３…ロッドの露出部、３５…凹凸部、４０…コネクタ部。
【図１】
2004286617.tif 000003
【図２】
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【図３】
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