(57)【要約】【課題】筒状胴体部を有する圧力センサをエンジンに取り付け、エンジンの燃焼室の圧力を検出するようにした圧力センサの取付構造において、燃焼室からのデポジットが、胴体部におけるシール面よりも燃焼室側の部位とエンジンとの隙間に侵入するのを防止する。【解決手段】筒状胴体部１の一端部に受圧部１０を有し胴体部１の外面のうち一端部よりも他端部側の部位にシール面３３を有する圧力センサ１００を、エンジンの取付穴２０１に胴体部１の一端部側から挿入し、シール面３３を取付穴２０１の内面に密着させてシールしており、胴体部１の外面のうちシール面３３よりも一端部側の部位には、当該部位とこれに対向する取付穴２０１の内面との間をシールするシール部材３００が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴体部（１）を有し、この胴体部（１）の一端部に圧力を受ける受圧部（１０）を有するとともに前記胴体部（１）の外面のうち前記胴体部（１）の一端部よりも他端部側の部位にシール面（３３）を有する圧力センサ（１００）を、
エンジン（２００）に設けられた穴であって燃焼室（２０２）に通じる取付穴（２０１）に対して、前記胴体部（１）の一端部側から挿入し、前記シール面（３３）を前記取付穴（２０１）の内面に密着させてシールすることにより、燃焼室（２０２）内の圧力を前記受圧部（１０）にて受けるようにした圧力センサの取付構造において、
前記胴体部（１）の外面のうち前記シール面（３３）よりも前記胴体部（１）の一端部側の部位には、当該部位とこれに対向する前記取付穴（２０１）の内面との間をシールするシール部材（３００、３１０、３２０）が設けら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】
前記シール部材（３００）は、径方向と直交する方向に弾性を有するリング状をなすものであり、
前記取付穴（２０１）の内面のうち前記胴体部（１）の一端部よりも前記燃焼室（２０２）側の部位は、前記胴体部（１）の一端部の端面と重なるように突出したリング状の突出部（２０３）となっており、
前記突出部（２０３）と前記胴体部（１）の一端部の端面との間に前記シール部材（３００）が介在するとともに、
前記シール部材（３００）における径方向と直交する方向の一方側の面（３０１）を前記突出部（２０３）に接触させ、他方側の面（３０２）を前記胴体部（１）の一端部の端面に接触させた状態で、前記シール部材（３００）の弾性によりシールが行われ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。
【請求項３】
前記シール部材（３１０、３２０）は、径方向に弾性を有するリング状をなすものであり、
前記シール部材（３１０、３２０）の内周部（３１１、３２１）を前記胴体部（１）に接触させ、前記シール部材（３１０、３２０）の外周部（３１２、３２２）を前記取付穴（２０１）の内面に接触させた状態で、前記シール部材（３１０、３２０）の弾性によりシールが行われ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。
【請求項４】
前記胴体部（１）の外面のうち前記シール面（３３）よりも前記胴体部（１）の一端部側の部位には、全周にわたってリング状の溝（２１）が設けられており、
この溝（２１）に、前記シール部材（３１０）の内周部（３１１）がはめ込まれていることを特徴とする請求項３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、圧力センサをエンジンに取り付け、エンジンの燃焼室の圧力を検出するようにした圧力センサの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の一般的な圧力センサの取付構造としては、たとえば、特許文献１に記載のものが提案されている。
【０００３】
このものにおいては、圧力センサは、筒状の胴体部の一端部に、圧力を受ける受圧部としてのダイアフラムを有するものであり、この胴体部を、その一端部側から、エンジンに設けられ燃焼室に通じる取付穴に対して挿入して取り付けるようにしている。
【０００４】
ここにおいて、圧力センサの胴体部の外面のうち胴体部の一端部よりも他端部側の部位には、シール面が設けられており、このシール面を取付穴の内面に密着させてシールすることにより、筒内圧すなわち燃焼室内の圧力を受圧部にて受けるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−４３３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の取付構造においては、圧力センサの胴体部は、シール面では取付穴に対してシールされているものの、このシール面によるシール部分よりも燃焼室側においては、取付穴と胴体部との間に隙間が存在する。
【０００６】
つまり、胴体部におけるシール面よりも一端部側の部位とエンジンとの間に隙間が存在するため、この隙間に対して、燃焼室内から、燃焼後のすすなどからなるデポジットが侵入する。
【０００７】
すると、このデポジットにより、圧力センサの胴体部の一端部側の部位とエンジンとが固着してしまうため、調整や交換などの際に、圧力センサをエンジンから取り外すときには、圧力センサがエンジンから取り外せなくなったり、圧力センサが破損したりするなどの問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、筒状の胴体部を有する圧力センサをエンジンに取り付け、エンジンの燃焼室の圧力を検出するようにした圧力センサの取付構造において、燃焼室からのデポジットが、胴体部におけるシール面よりも燃焼室側の部位とエンジンとの隙間に侵入するのを防止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、本発明は、胴体部（１）の外面のうちシール面（３３）よりも胴体部（１）の一端部側の部位、すなわち燃焼室（２０２）側の部位に、当該部位とこれに対向する取付穴（２０１）の内面との間をシールするシール部材（３００、３１０、３２０）を設けたことを特徴とする。
【００１０】
それによれば、胴体部（１）のシール面（３３）よりも胴体部（１）の燃焼室（２０２）側の部位に、胴体部（１）と取付穴（２０１）との隙間をシールするシール部材（３００）を設けているため、燃焼室（２０２）からのデポジットが、胴体部（１）におけるシール面（３３）よりも燃焼室（２０２）側の部位とエンジン（２００）との隙間（２０４）に、侵入するのを防止できる。
【００１１】
なお、特許請求の範囲およびこの欄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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１００のエンジン２００への取付構造を示す概略断面図である。
【００１４】
この圧力センサ１００は、大きくは、筒状の胴体部１と、この胴体部１に接続されたコネクタ部２とを有するものである。また、エンジン２００には、燃焼室２０２に通じる取付穴２０１が設けられており、圧力センサ１００の胴体部１は、その一端部（図１中の下端部）から取付穴２０１に挿入されて、エンジン２００の燃焼室２０２に臨んだ状態となっている。
【００１５】
本例では、胴体部１は、その一端部側から受圧部としての受圧用ダイアフラム１０、筒状をなすメタルケース２０、筒状をなす金属ステム３０、筒状をなすハウジング４０が、順次、溶接やロウ付け、接着などにより接続され一体化されたものである。そして、この胴体部１の他端部すなわちハウジング４０に対して、コネクタ部２が接続されている。
【００１６】
まず、ハウジング４０は、たとえばステンレスなどの金属製のものであり、このハウジング４０の外面には、エンジン２００の取付穴２０１に対して圧力センサ１００を固定するための取付部４１が形成されている。
【００１７】
本例では、取付部４１は、取付穴２０１とネジ結合可能なネジ部４１として構成されている。つまり、本例の圧力センサ１００は、このネジ部４１とネジ穴としての取付穴２０１とのネジ結合により、エンジン２００に固定されて取り付けられる。
【００１８】
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側の端部が閉塞された薄肉状の歪み部３２となっている。
【００１９】
この金属ステム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、後述する圧力伝達機構により印加されることで、歪むようになっている。そして、この歪み部３２には、当該歪み部３２の圧力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。
【００２０】
また、この金属ステム３０の外周面には、周面と直交する方向へ張り出したシール面３３が全周に形成されている。このシール面３３は、胴体部１のシール面３３として構成されるものであり、図１に示されるように、燃焼室２０２側からコネクタ部２側へ向かって拡径したテーパ面となっている。
【００２１】
また、このシール面３３に対向する取付穴２０１の内面は、シール面３３に対応したテーパ状の座面となっている。そして、圧力センサ１００をエンジン２００へネジ結合したとき、その軸力により、この胴体部１のシール面３３とエンジン２００の取付穴２０１の内面とが密着してシールがなされる。
【００２２】
メタルケース２０は、ステンレスなどの金属製のものであり、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、上記受圧用ダイアフラム１０は、このメタルケース２０における胴体部１の一端部側すなわち胴体部１の燃焼室２０２側の端部に、接合されている。
【００２３】
この受圧用ダイアフラム１０は、たとえばステンレスなどの金属製円形板状のものである。そして、この圧力センサ１００のエンジン２００への取付状態においては、燃焼室２０２内の圧力Ｐは、図１中の白抜き矢印に示されるように、胴体部１の一端部に位置する受圧用ダイアフラム１０に印加され、この圧力Ｐの印加により、受圧用ダイアフラム１０は、歪み変形するようになっている。
【００２４】
また、金属ステム３０の中空部およびメタルケース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。この圧力伝達部材６０は、たとえばステンレスなどの金属やセラミックなどからなるものであり、本例では棒状をなす。
【００２５】
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、受圧用ダイアフラム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。
【００２６】
本例では、このような圧力検出機構により、受圧用ダイアフラム１０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ようになっている。
【００２７】
また、図１に示されるように、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、図示しないボンディングワイヤなどにより配線基板４２と電気的に接続されている。このＩＣチップ４３は、検出素子５０からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されたものである。
【００２８】
さらに、図１に示されるように、ハウジング４０内において、この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。ここでは、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（ＦＰＣ）などを採用している。
【００２９】
そして、上記コネクタ部２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２はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂などからなるもので、コネクタ部材２には、金属製のターミナル２ａがインサート成形などにより一体化されている。
【００３０】
このコネクタ部２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２にかしめられることにより、コネクタ部２とハウジング４０とが一体に固定されている。
【００３１】
また、ハウジング４０内にてコネクタ部２のターミナル２ａ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２ａは自動車の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、本圧力センサ１００は外部との信号のやりとりなどが可能になっている。
【００３２】
このように、本実施形態の取付構造においては、圧力センサ１００は、筒状の胴体部１の一端部に受圧部としての受圧用ダイアフラム１０を有するとともに胴体部１の外面のうち胴体部１の一端部よりも他端部側の部位にシール面３３を有するものであり、このような圧力センサ１００を、エンジン２００の取付穴２０１に対して、胴体部１の一端部側から挿入し、シール面３３を取付穴２０１の内面に密着させてシールすることにより、燃焼室２０２内の圧力Ｐを検出可能としている。
【００３３】
そして、本実施形態では、胴体部１の外面のうちシール面３３よりも胴体部１の一端部側の部位、すなわち胴体部１の燃焼室２０２側の部位には、当該部位とこれに対向する取付穴２０１の内面との間をシールするシール部材３００が設けられている。
【００３４】
図２は、本実施形態のシール部材３００単体の構成を示す図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は一部断面斜視図である。本実施形態のシール部材３００は、リング状をなすものであって、図２（ｂ）中の両矢印Ｙ１方向すなわち径方向と直交する方向Ｙ１に弾性を有するものである。
【００３５】
本実施形態のシール部材３００は、径方向と直交する方向Ｙ１に弾性を有するリング状のであればよいが、本例では、図２に示されるように、シール部材３００は、その全体形状が円形リング状をなすものであって、その断面形状がＣ字形状となっているものであり、いわゆるＣリングといわれるものを採用している。
【００３６】
シール部材３００を、このようなＣリングとすることにより、径方向と直交する方向に弾性が発揮される。また、シール部材３００の材質としては、燃焼火炎の高熱に耐え得る、かつバネ性のあるものが好ましく、ステンレスなどの金属などが適当である。
【００３７】
そして、図１に示されるように、取付穴２０１の内面のうち胴体部１の一端部よりも燃焼室２０２側の部位は、胴体部１の一端部の端面と重なるように突出したリング状の突出部２０３となっている。本例では、突出部２０３は、胴体部１の一端部の端面である受圧用ダイアフラム１０の周辺部に重なっている。
【００３８】
そして、この取付穴２０１の突出部２０３と圧力センサ１００の胴体部１の一端部との間に、本実施形態のシール部材３００が介在しており、シール部材３００における径方向と直交する方向Ｙ１の一方側の面３０１（図２（ｂ）参照）を突出部２０３に接触させ、他方側の面３０２（図２（ｂ）参照）を胴体部１の一端部の端面に接触させた状態となっている。
【００３９】
そして、本取付構造においては、シール部材３００をこのような接触状態とすることで、圧力センサ１００をエンジン２００へネジ結合したときの軸力により、シール部材３００は、その径方向と直交する方向Ｙ１に弾性変形する。
【００４０】
このシール部材３００の弾性変形により、シール部材３００は、胴体部１の一端部の端面および取付穴２０１の突出部２０３の両者に密着するため、シール部材３００の弾性によるシールが行われる。
【００４１】
このように、胴体部１のシール面３３よりも胴体部３３の燃焼室２０２側の部位に、胴体部１と取付穴２０１との隙間２０４をシールするシール部材３００を設けているため、燃焼室２０２からのデポジットが、胴体部１におけるシール面３３よりも燃焼室２０２側の部位とエンジン２００との隙間２０４に、侵入するのを防止できる。
【００４２】
なお、このような本実施形態の圧力センサ１００の取付構造は、取付穴２０１内において突出部２０３にシール部材３００を設置した状態で、圧力センサ１００を、その胴体部１の一端部側から取付穴２０１に挿入し、ネジ部４１を介してネジ締めを行うことにより形成される。
【００４３】
また、本実施形態では、シール部材３００によるシールは、デポジットの侵入を防止するための補助的なシールであり、燃焼室２０２の圧力すなわち筒内圧（たとえば過給エンジンでは１０ＭＰａ以上に達する）は、シール面３３におけるシール部にて確実にシールされる。
【００４４】
また、このシール面３３が取付穴２０１の内面に密着した状態で、シール部材３００が弾性変形域にて胴体部１の一端部の端面および取付穴２０１の突出部２０３の両者に密着できるように、胴体部１の一端部の端面と取付穴２０１の突出部２０３のとのクリアランスを設計する必要がある。
【００４５】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ１００のエンジン２００への取付構造の要部を示す概略断面図である。また、図４は、本実施形態のシール部材３１０単体の平面構成を示す図である。
【００４６】
本実施形態のシール部材３１０は、リング状をなすものであって、図４中の両矢印Ｙ２方向すなわち径方向Ｙ２に弾性を有するものである。本例では、シール部材３１０は、一部が切り欠かれた全体形状がＣ字状のリングである。このシール部材３１０の材質としては、上記実施形態と同様に、燃焼火炎の高熱に耐え得る、かつバネ性のあるものが好ましく、ステンレスなどの金属などが適当である。
【００４７】
そして、本例のシール部材３１０は、弾性力が作用していない自由時には、図４中の破線に示される状態にあり、この自由時の状態よりも、切り欠き部の合い口３１３が狭まると、その径方向Ｙ２への弾性力により外側に開こうとする。
【００４８】
そして、本例では、図３に示されるように、圧力センサ１００の胴体部１の外面のうちシール面３３よりも胴体部１の一端部側の部位には、全周にわたってリング状の溝２１が設けられており、この溝２１に対して、シール部材３１０の内周部３１１（図４参照）がはめ込まれている。
【００４９】
ここで、溝２１は、胴体部１のうちメタルケース２０の外面に２個設けられており、それに応じてシール部材３１０も２個設けられているが、溝２１は、胴体部１の外面のうちシール面３３よりも胴体部１の一端部側の部位に設けられていればよく、金属ステム３０あるいは受圧用ダイアフラム１０に設けられていてもよい。また、溝２１およびシール部材３１０は１個でもよいし、３個以上でもよい。
【００５０】
そして、本例においては、シール部材３１０の内周部３１１（図４参照）を胴体部１に接触させ、シール部材３１０の外周部３１２（図４参照）を取付穴２０１の内面に接触させた状態となっている。
【００５１】
本取付構造においては、シール部材３１０をこのような接触状態とすることで、シール部材３１０は、上記図４に示したような、自由時の状態よりも切り欠き部の合い口３１３が狭まった状態となり、シール部材３１０においては、その径方向Ｙ２へ開こうとする弾性力が作用する。
【００５２】
それにより、シール部材３１０は、胴体部１および取付穴２０１の内面の両者に密着するため、シール部材３１０の弾性によるシールが行われる。このように、本実施形態においても、胴体部１のシール面３３よりも胴体部１の燃焼室２０２側の部位に、胴体部１と取付穴２０１との隙間２０４をシールするシール部材３１０を設けているため、上述したような燃焼室２０２からのデポジットの侵入を防止できる。
【００５３】
このような本実施形態の圧力センサ１００の取付構造は、圧力センサ１００の胴体部１の溝２１にシール部材３１０を設置した状態で、圧力センサ１００を、その胴体部１の一端部側から取付穴２０１に挿入し、ネジ部４１を介してネジ締めを行うことにより形成される。
【００５４】
図５は、本実施形態の他の例を示す概略断面図である。本例のシール部材３２０は、胴体部１のうち受圧用ダイアフラム１０の外面に取り付けられている。この図５に示されるように、本実施形態のシール部材３２０は、断面Ｖ字状のリングとすることにより、このＶ字の広がりによって、径方向に弾性力が発揮されるものであってもよい。
【００５５】
本例においても、シール部材３２０の内周部３２１を胴体部１に接触させ、シール部材３２０の外周部３２２を取付穴２０１の内面に接触させた状態で、シール部材３２０の弾性によりシールが行われている。
【００５６】
（他の実施形態）
なお、シール部材としては、上記した各シール部材３００、３１０、３２０に限定されるものではなく、胴体部１の外面のうちシール面３３よりも胴体部１の一端部側の部位に装着され、当該部位とこれに対向する取付穴２０１の内面との間をシールできるものであればよい。
【００５７】
また、圧力センサの胴体部は、上記実施形態に限定されるものではなく、筒状であってその一端部に受圧部を有するとともに、その外面に当該一端部からエンジンの取付穴に挿入されたときにシールを行うシール面をシール面を有するものであればよい。また、受圧部としては、上記した受圧用ダイアフラム１０に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１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】上記第１実施形態のシール部材単体の構成を示す図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は一部断面斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧力センサの取付構造の要部を示す概略断面図である。
【図４】上記第２実施形態のシール部材単体の平面構成を示す図である。
【図５】上記第２実施形態の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…圧力センサの胴体部、１０…受圧部としての受圧用ダイアフラム、２１…溝、
３３…シール面、１００…圧力センサ、２００…エンジン、２０１…取付穴、
２０２…燃焼室、２０３…取付穴の突出部、３００、３１０、３２０…シール部材、
３０１…シール部材における径方向と直交する方向の一方側の面、
３０２…シール部材における径方向と直交する方向の他方側の面、
３１１、３２１…シール部材の内周部、３１２、３２２…シール部材の外周部。
【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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