(57)【要約】【課題】燃焼圧検出装置の先端部の小型化を図った場合でも構造体との隙間への燃焼ガスの流入を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】シリンダヘッド４に形成された連通孔４ａに挿入可能な筒状のハウジング３０と、ハウジング３０の挿入方向先端側に設けられるダイアフラムヘッド４０と、ハウジング３０内であってダイアフラムヘッド４０の後端側に配置された圧電素子などと、ハウジング３０を挿入する挿入方向と同方向に押し付けられてハウジング３０とシリンダヘッド４との間をシールする第１のシール部材７１を取り付け可能な第３の外周面３３３と、ハウジング３０における第３の外周面３３３よりも先端側に設けられ、ハウジング３０が挿入されることで挿入方向に交差する方向に押し付けられてハウジング３０とシリンダヘッド４とをシールする第２のシール部材７２を取り付け可能な傾斜面３１５ａと、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出するための燃焼圧検出装置であって、
燃焼室を構成する構造体に形成されて燃焼室内と外部とを連通する連通孔に挿入可能な筒状のハウジングと、
前記ハウジング内に配置され圧力を検出する検出部と、
前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体との間をシールする第１のシール部材を取り付け可能な第１の取付構造部と、
前記ハウジングにおける前記第１の取付構造部よりも先端側に設けられ、当該ハウジングが挿入されることで挿入方向に交差する方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体とをシールする第２のシール部材を取り付け可能な第２の取付構造部と、
を有する燃焼圧検出装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記構造体の前記連通孔に形成された雌ねじに締め付けられることにより当該構造体に締結され、
前記第２の取付構造部は、前記構造体との締結部よりも先端側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼圧検出装置。
【請求項３】
前記第２の取付構造部は、前記構造体の前記連通孔に挿入される前記ハウジングにおいて先端側から後端側に行くに従って径が大きくなるテーパ部を備え、当該テーパ部に前記第２のシール部材が備えられて当該構造体の当該連通孔に当該ハウジングが挿入された後、当該連通孔の壁に当該第２のシール部材が当接し前記挿入方向に交差する方向に押し付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼圧検出装置。
【請求項４】
内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出するための燃焼圧検出装置であって、
燃焼室を構成する構造体に形成されて燃焼室内と外部とを連通する連通孔に挿入可能な筒状のハウジングと、
前記ハウジング内に配置され圧力を検出する検出部と、
前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体との間をシールする第１のシール部材と、
前記第１のシール部材が取り付けられる位置よりも先端側に設けられ、当該ハウジングが挿入されることで挿入方向に交差する方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体との間をシールする第２のシール部材と、
を有する燃焼圧検出装置。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記構造体の前記連通孔に形成された雌ねじに締め付けられることにより当該構造体に締結され、
前記第１のシール部材は前記ハウジングの前記構造体との締結部よりも後端側にて前記連通孔には収容されない位置に取り付けられ、前記第２のシール部材は当該締結部の先端側にて当該連通孔の内部に完全に収容される位置に取り付けられることを特徴とする請求項４記載の燃焼圧検出装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、先端側から後端側に行くに従って径が大きくなるテーパ部を有し、
前記第２のシール部材は、前記ハウジングの前記テーパ部によって前記挿入方向に交差する方向に押し付けられることを特徴とする請求項５記載の燃焼圧検出装置。
【請求項７】
燃焼室を構成し、燃焼室内と外部とを連通する連通孔が形成された構造体と、
前記構造体の前記連通孔に挿入可能な筒状のハウジングと、当該ハウジング内に配置され圧力を検出する検出部と、を有する燃焼圧検出装置と、
前記構造体の前記連通孔の外側にて当該構造体と前記燃焼圧検出装置との間をシールする外側シール部材と、
前記構造体の前記連通孔の内部にて当該構造体と前記燃焼圧検出装置との間をシールする内部側シール部材と、
を備えたことを特徴とする燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【請求項８】
前記外側シール部材は、前記構造体の前記連通孔に前記燃焼圧検出装置の前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該構造体と当該燃焼圧検出装置との間をシールし、
前記内部側シール部材は、前記挿入方向と交差する方向に押し付けられて前記構造体と前記燃焼圧検出装置との間をシールすることを特徴とする請求項７記載の燃焼圧検出装置付き内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼圧検出装置および燃焼圧検出装置付き内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に装着されて燃焼室内の圧力を検出する燃焼圧検出装置と、燃焼室を構成し、この燃焼圧検出装置が取り付けられる構造体との間にシール部材を介在することで、燃焼ガスを、内燃機関外部に漏れ難くすることが提案されている。
例えば、特許文献１に記載の応力検出装置は、円筒のステンレスからなるハウジングを有し、このハウジングの外周面には螺子部が形成され、この螺子部はエンジンブロックのシリンダヘッドに貫設された螺子孔に螺子締めされる。このとき、シール用リングとしてガスケットをハウジング六角部とエンジンブロック間でシリンダヘッドの外面に押しつける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５３３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼圧検出装置のハウジングと、燃焼室を構成し、この燃焼圧検出装置が取り付けられる構造体との間のシール部位よりも上流側では、ハウジングと構造体との間に高温の燃焼ガスが流入することから、燃焼圧検出装置を構成する部材の熱膨張などにより一波長内での検出ロスや、繰返し波長内での基準位置のズレ（温度ドリフト）などの検出誤差が生じるおそれがある。また、ハウジングと構造体との締結部に燃焼ガスが流入すると、ハウジングと構造体との熱膨張係数の差などにより熱歪みが生じ、締結部が固着するおそれがある。
【０００５】
これに対して、ハウジングの先端面と構造体との間にシール部材を介在させ、ハウジングと構造体とでこのシール部材を圧力検出装置の締め付け方向に押しつぶすことで、ハウジングの先端部にてシールすることも考えられる。しかしながら、かかる構成においては、圧力検出装置の小型化のためにハウジングのサイズを小さくした場合に、構造体がシール部材を押しつぶすほどの締め付け力に耐え切れずに破損するおそれがある。
本発明は、燃焼圧検出装置の先端部の小型化を図った場合でも構造体との隙間への燃焼ガスの流入を抑制することができる装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出するための燃焼圧検出装置であって、燃焼室を構成する構造体に形成されて燃焼室内と外部とを連通する連通孔に挿入可能な筒状のハウジングと、前記ハウジング内に配置され圧力を検出する検出部と、前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体との間をシールする第１のシール部材を取り付け可能な第１の取付構造部と、前記ハウジングにおける前記第１の取付構造部よりも先端側に設けられ、当該ハウジングが挿入されることで挿入方向に交差する方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体とをシールする第２のシール部材を取り付け可能な第２の取付構造部と、を有する燃焼圧検出装置である。
【０００７】
ここで、前記ハウジングは、前記構造体の前記連通孔に形成された雌ねじに締め付けられることにより当該構造体に締結され、前記第２の取付構造部は、前記構造体との締結部よりも先端側に設けられているとよい。これにより、締結部においてハウジングと構造体との熱膨張係数の差により熱歪みが生じ、締結部が固着してしまうことを抑制することができる。
【０００８】
また、前記第２の取付構造部は、前記構造体の前記連通孔に挿入される前記ハウジングにおいて先端側から後端側に行くに従って径が大きくなるテーパ部を備え、当該テーパ部に前記第２のシール部材が備えられて当該構造体の当該連通孔に当該ハウジングが挿入された後、当該連通孔の壁に当該第２のシール部材が当接し前記挿入方向に交差する方向に押し付けられるとよい。これにより、燃焼圧検出装置と構造体との隙間への燃焼ガスの流入の抑制を、簡易な構成で実現することができる。
【０００９】
また、他の観点から捉えると、本発明は、内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を検出するための燃焼圧検出装置であって、燃焼室を構成する構造体に形成されて燃焼室内と外部とを連通する連通孔に挿入可能な筒状のハウジングと、前記ハウジング内に配置され圧力を検出する検出部と、前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体との間をシールする第１のシール部材と、前記第１のシール部材が取り付けられる位置よりも先端側に設けられ、当該ハウジングが挿入されることで挿入方向に交差する方向に押し付けられて当該ハウジングと前記構造体との間をシールする第２のシール部材と、を有する燃焼圧検出装置である。
【００１０】
ここで、前記ハウジングは、前記構造体の前記連通孔に形成された雌ねじに締め付けられることにより当該構造体に締結され、前記第１のシール部材は前記ハウジングの前記構造体との締結部よりも後端側にて前記連通孔には収容されない位置に取り付けられ、前記第２のシール部材は当該締結部の先端側にて当該連通孔の内部に完全に収容される位置に取り付けられるとよい。これにより、締結部においてハウジングと構造体との熱膨張係数の差により熱歪みが生じ、締結部が固着してしまうことを抑制することができる。
【００１１】
また、前記ハウジングは、先端側から後端側に行くに従って径が大きくなるテーパ部を有し、前記第２のシール部材は、前記ハウジングの前記テーパ部によって前記挿入方向に交差する方向に押し付けられるとよい。これにより、燃焼圧検出装置と構造体との隙間への燃焼ガスの流入の抑制を、簡易な構成で実現することができる。
【００１２】
また、他の観点から捉えると、本発明は、燃焼室を構成し、燃焼室内と外部とを連通する連通孔が形成された構造体と、前記構造体の前記連通孔に挿入可能な筒状のハウジングと、当該ハウジング内に配置され圧力を検出する検出部と、を有する燃焼圧検出装置と、前記構造体の前記連通孔の外側にて当該構造体と前記燃焼圧検出装置との間をシールする外側シール部材と、前記構造体の前記連通孔の内部にて当該構造体と前記燃焼圧検出装置との間をシールする内部側シール部材と、を備えたことを特徴とする燃焼圧検出装置付き内燃機関である。
【００１３】
ここで、前記外側シール部材は、前記構造体の前記連通孔に前記燃焼圧検出装置の前記ハウジングを挿入する挿入方向と同方向に押し付けられて当該構造体と当該燃焼圧検出装置との間をシールし、前記内部側シール部材は、前記挿入方向と交差する方向に押し付けられて前記構造体と前記燃焼圧検出装置との間をシールするとよい。これにより、燃焼圧検出装置の先端部の小型化を図った場合でも、構造体に生じる面圧の許容値を超え難くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃焼圧検出装置の先端部の小型化を図った場合でも構造体との隙間への燃焼ガスの流入を抑制することができるので、燃焼圧検出装置を構成する部材の熱膨張などによる一波長内での検出ロスや、温度ドリフトなどの検出誤差を防止できる。また、ハウジングと構造体との熱膨張係数差による締結部の固着などの変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る内燃機関の概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ部の拡大図である。
【図３】圧力検出装置の概略構成図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ部の断面図である。
【図５】図４のＶ部の拡大図である。
【図６】第１の実施形態に係る内燃機関のシール態様と比較するための比較例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る内燃機関の第２のシール部材の概略構成図である。
【図８】第３の実施形態に係る内燃機関の第２のシール部材の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る内燃機関１の概略構成図である。
図２は、図１のＩＩ部の拡大図である。
内燃機関１は、シリンダ２ａを有するシリンダブロック２と、シリンダ２ａ内を往復動するピストン３と、シリンダブロック２に締結されてシリンダ２ａおよびピストン３などとともに燃焼室Ｃを形成するシリンダヘッド４と、を備えている。また、内燃機関１は、シリンダヘッド４に装着されて燃焼室Ｃ内の圧力を検出する圧力検出装置５と、圧力検出装置５が検出した圧力に基づいて内燃機関１の作動を制御する制御装置６と、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に介在して燃焼室Ｃ内の気密性を保つためのシール部材７と、圧力検出装置５と制御装置６との間で電気信号を伝送する伝送ケーブル８と、を備えている。
【００１７】
シリンダヘッド４には、燃焼室Ｃと外部とを連通する連通孔４ａが形成されている。連通孔４ａは、燃焼室Ｃ側から、第１の孔部４ｂと、第１の孔部４ｂの孔径から徐々に径が拡大している傾斜部４ｃと、第１の孔部４ｂの孔径よりも孔径が大きい第２の孔部４ｄと、を有している。第２の孔部４ｄを形成する周囲の壁には、圧力検出装置５に形成された後述するハウジング３０の雄ねじ３３２ａがねじ込まれる雌ねじ４ｅが形成されている。
【００１８】
以下に、圧力検出装置５について詳述する。
図３は、圧力検出装置５の概略構成図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ部の断面図である。図５は、図４のＶ部の拡大図である。
圧力検出装置５は、燃焼室Ｃ内の圧力を電気信号に変換する圧電素子１０を有するセンサ部１００と、センサ部１００からの電気信号を処理する信号処理部２００と、信号処理部２００を保持する保持部材３００と、を備えている。この圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着する際には、センサ部１００の後述するダイアフラムヘッド４０の方から先に、シリンダヘッド４に形成された連通孔４ａに挿入していく。以下の説明において、図４の左側を圧力検出装置５の先端側、右側を圧力検出装置５の後端側とする。
【００１９】
先ずは、センサ部１００について説明する。
センサ部１００は、受けた圧力を電気信号に変換する圧電素子１０と、筒状であってその内部に圧電素子１０などを収納する円柱状の孔が形成されたハウジング３０と、を備えている。以下では、ハウジング３０に形成された円柱状の孔の中心線方向を、単に中心線方向と称す。
また、センサ部１００は、ハウジング３０における先端側の開口部を塞ぐように設けられて、燃焼室Ｃ内の圧力が作用するダイアフラムヘッド４０と、ダイアフラムヘッド４０と圧電素子１０との間に設けられた第１の電極部５０と、圧電素子１０に対して第１の電極部５０とは反対側に配置された第２の電極部５５と、を備えている。
また、センサ部１００は、第２の電極部５５を電気的に絶縁するアルミナセラミック製の絶縁リング６０と、絶縁リング６０よりも後端側に設けられて、信号処理部２００の後述する覆い部材２３の端部を支持する支持部材６５と、第２の電極部５５と後述する伝導部材２２との間に介在するコイルスプリング７０と、を備えている。
【００２０】
圧電素子１０は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を有している。圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。本実施形態に係る圧電素子１０は、中心線方向が応力印加軸の方向となるようにハウジング３０内に収納されている。
【００２１】
次に、圧電素子１０に圧電横効果を利用した場合を例示する。圧電横効果とは、圧電体の電荷発生軸に対して直交する位置にある応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。薄板状に薄く形成した圧電体を複数枚積層して構成しても良く、このように積層することで、圧電体に発生する電荷を効率的に集めてセンサの感度を上げることができる。圧電単結晶としては、圧電縦効果及び圧電横効果を有するランガサイト系結晶（ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ＬＧＴＡ）や水晶、ガリウムリン酸塩などを使用することを例示することができる。なお、本実施形態の圧電素子１０には、圧電体としてランガサイト単結晶を用いている。
【００２２】
ハウジング３０は、先端側に設けられた第１のハウジング３１と、後端側に設けられた第２のハウジング３２と、を有する。
第１のハウジング３１は、内部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された円柱状の孔３１０が形成された薄肉円筒状の部材である。外周面には、中心線方向の中央部に、外周面から突出する突出部３１５が周方向の全域に渡って設けられている。
孔３１０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔３１１と、第１の孔３１１の孔径よりも大きな孔径の第２の孔３１２と、から構成される。突出部３１５は、先端部に、先端側から後端側にかけて徐々に径が大きくなる傾斜面３１５ａを有し、後端部に、中心線方向に垂直な垂直面３１５ｂを有している。
【００２３】
第２のハウジング３２は、内部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された円柱状の孔３２０が形成された筒状の部材であり、外部に、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された外周面３３０が設けられている。
孔３２０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔３２１と、第１の孔３２１の孔径よりも小さな孔径の第２の孔３２２と、第２の孔３２２の孔径よりも大きな孔径の第３の孔３２３と、第３の孔３２３の孔径よりも大きな孔径の第４の孔３２４と、第４の孔３２４の孔径よりも大きな孔径の第５の孔３２５と、から構成される。
第２のハウジング３２における先端部は、第１のハウジング３１における後端部にしまりばめで嵌合（圧入）されるように、第１の孔３２１の孔径は、第１のハウジング３１の外周面の径以下となるように設定されている。
【００２４】
外周面３３０は、先端側から後端側にかけて、第１の外周面３３１と、第１の外周面３３１の外径よりも大きな外径の第２の外周面３３２と、第２の外周面３３２の外径よりも大きな外径の第３の外周面３３３と、第３の外周面３３３の外径よりも大きな外径の第４の外周面３３４と、第４の外周面３３４の外径よりも小さな外径の第５の外周面３３５と、から構成される。第２の外周面３３２における先端部には、シリンダヘッド４の雌ねじ４ｅにねじ込まれる雄ねじ３３２ａが形成されている。第３の外周面３３３には、後述する第１のシール部材７１がすきまばめで嵌め込まれ、第３の外周面３３３の外径と第１のシール部材７１の内径との寸法公差は、例えば零から０．２ｍｍとなるように設定される。第４の外周面３３４における後端部は、周方向に等間隔に６つの面取りを有する正六角柱に形成されている。この正六角柱に形成された部位が、圧力検出装置５をシリンダヘッド４に締め付ける際に、締付用の工具が嵌め込まれ、工具に付与された回転力が伝達される部位となる。第５の外周面３３５における中心線方向の中央部には、外周面から凹んだ凹部３３５ａが全周に渡って形成されている。
【００２５】
また、第２のハウジング３２は、第４の孔３２４から第５の孔３２５への移行部分であり、第５の孔３２５における先端部には、信号処理部２００の後述する覆い部材２３の基板被覆部２３２における先端側の端面が突き当たる突当面３４０が設けられている。突当面３４０には、後述する信号処理部２００のプリント配線基板２１０の第２の接続ピン２１ｂが差し込まれるピン用凹部３４０ａが形成されている。
【００２６】
第１のハウジング３１および第２のハウジング３２は、燃焼室Ｃに近い位置に存在するため、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ことが望ましい。具体的には、耐熱性の高いステンレス鋼材、例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等を用いることが望ましい。
【００２７】
ダイアフラムヘッド４０は、円筒状の円筒状部４１と、円筒状部４１の内側に形成された内側部４２と、を有している。
円筒状部４１における後端部は、ハウジング３０の第１のハウジング３１における先端部としまりばめで嵌合（圧入）されて、この先端部の内部に入り込む進入部４１ａと、この先端部における端面３１ａと同形状に形成され、嵌合された際にこの端面３１ａが突き当たる突当面４１ｂと、を有している。
内側部４２は、円筒状部４１における先端側の開口を塞ぐように設けられた円盤状の部材であり、後端側の面における中央部にはこの面から圧電素子１０側に突出する突出部４２ａが設けられている。また、内側部４２の、先端側の面における中央部にはこの面から圧電素子１０側に凹んだ凹部４２ｂが設けられている。突出部４２ａおよび凹部４２ｂが、中央領域にて後端側へ凹む凹み部の一例として機能する。
ダイアフラムヘッド４０の材料としては、高温でありかつ高圧となる燃焼室Ｃ内に存在するため、弾性が高く、かつ耐久性、耐熱性、耐触性等に優れた合金製であることが望ましく、例えばＳＵＨ６６０であることを例示することができる。
【００２８】
第１の電極部５０は、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された円柱状の部材であり、第１の円柱部５１と、第１の円柱部５１の外径よりも大きな外径の第２の円柱部５２と、から構成される。第１の円柱部５１の外径はダイアフラムヘッド４０の進入部４１ａの内径よりも小さく、第２の円柱部５２の外径は第１のハウジング３１の第１の孔３１１の孔径と略同じである。そして、第１の円柱部５１における先端側の端面がダイアフラムヘッド４０の内側部４２の突出部４２ａと、第２の円柱部５２における後端側の端面が圧電素子１０における先端側の面とに接触するように配置される。第２の円柱部５２の外周面が第１のハウジング３１の内周面と接触すること、および／または第１の円柱部５１における先端側の端面がダイアフラムヘッド４０と接触することによって、圧電素子１０における先端部は、ハウジング３０と電気的に接続される。
第１の電極部５０は、燃焼室Ｃ内の圧力を圧電素子１０に作用させるものであり、圧電素子１０側の端面である第２の円柱部５２における後端側の端面が圧電素子１０の端面の全面を押すことが可能な大きさに形成される。また、第１の電極部５０は、ダイアフラムヘッド４０から受ける圧力を均等に圧電素子１０に作用させることができるように、中心線方向の両端面が平行（中心線方向に直交）かつ平滑面に形成されている。
第１の電極部５０の材質としては、ステンレスであることを例示することができる。
【００２９】
第２の電極部５５は、円柱状の部材であり、先端側の端面が圧電素子１０における後端側の端面に接触し、一方の端部側の端面が絶縁リング６０に接触するように配置される。第２の電極部５５における後端側の端面には、この端面から後端側に突出する円柱状の突出部５５ａが設けられている。突出部５５ａは、端面側の基端部と、この基端部の外径よりも小さな外径の先端部と、を有する。突出部５５ａの外径は絶縁リング６０の内径よりも小さく設定されるとともに、突出部５５ａの長さは絶縁リング６０の幅（中心線方向の長さ）よりも長く設定され、突出部５５ａの先端が絶縁リング６０から露出している。この第２の電極部５５は、第１の電極部５０との間で圧電素子１０に対して一定の荷重を加えるように作用する部材であり、圧電素子１０側の端面は、圧電素子１０の端面の全面を押すことが可能な大きさに形成されるとともに平行かつ平滑面に形成されている。第２の電極部５５の外径は第１のハウジング３１の第２の孔３１２の孔径よりも小さくなるように設定されており、第２の電極部５５の外周面と第１のハウジング３１の内周面との間には隙間がある。
第２の電極部５５の材質としては、ステンレスであることを例示することができる。
【００３０】
絶縁リング６０は、アルミナセラミックス等により形成された円筒状の部材であり、内径（中央部の孔径）は、第２の電極部５５の突出部５５ａの基端部の外径よりもやや大きく、外径は、第１のハウジング３１の第２の孔３１２の孔径と略同じに設定されている。第２の電極部５５は、突出部５５ａが絶縁リング６０の中央部の孔に挿入されて配置されることで、中心位置と第１のハウジング３１の第２の孔３１２の中心とが同じになるように配置される。
【００３１】
支持部材６５は、先端側から後端側にかけて、内部に、径が異なる複数の円柱状の孔６５０が形成され、外周面が同一の、筒状の部材である。
孔６５０は、先端側から後端側にかけて順に形成された、第１の孔６５１と、第１の孔６５１の孔径よりも大きな孔径の第２の孔６５２と、第２の孔６５２の孔径よりも大きな孔径の第３の孔６５３と、から構成される。第１の孔６５１の孔径は、第２の電極部５５の突出部５５ａの基端部の外径よりも大きく、この突出部５５ａが支持部材６５の内部まで露出する。第２の孔６５２の孔径は、後述する信号処理部２００の伝導部材２２における先端部の外径よりも大きい。第３の孔６５３の孔径は、後述する信号処理部２００の覆い部材２３の端部の外径よりも小さく、この覆い部材２３が第３の孔６５３を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合される。これにより、支持部材６５は、覆い部材２３の端部を支持する部材として機能する。
【００３２】
コイルスプリング７０は、内径が、第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部の外径以上で基端部の外径より小さく、外径が、後述する伝導部材２２の挿入孔２２ａの径よりも小さい。コイルスプリング７０の内側に第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部が挿入されるとともに、コイルスプリング７０は、後述する伝導部材２２の挿入孔２２ａに挿入される。コイルスプリング７０の長さは、第２の電極部５５と伝導部材２２との間に圧縮した状態で介在することができる長さに設定されている。コイルスプリング７０の材質としては、弾性が高く、かつ耐久性、耐熱性、耐触性等に優れた合金を用いるとよい。また、コイルスプリング７０の表面に金メッキを施すことで、電気伝導を高めるとよい。
【００３３】
次に、信号処理部２００について説明する。
信号処理部２００は、センサ部１００の圧電素子１０から得られる微弱な電荷である電気信号を少なくとも増幅処理する回路基板部２１と、圧電素子１０に生じた電荷を回路基板部２１まで導く棒状の伝導部材２２と、これら回路基板部２１、伝導部材２２などを覆う覆い部材２３と、回路基板部２１などを密封するＯリング２４と、を備えている。
【００３４】
回路基板部２１は、センサ部１００の圧電素子１０から得られる微弱な電荷を増幅するための回路を構成する電子部品などが実装されたプリント配線基板２１０を有する。プリント配線基板２１０における先端部には、伝導部材２２における後端部を電気的に接続するための第１の接続ピン２１ａと、接地用および位置決め用の第２の接続ピン２１ｂとが半田付けなどにより接続されている。また、プリント配線基板２１０における後端部には、伝送ケーブル８の先端部のコネクタ８ａを介して制御装置６と電気的に接続する第３の接続ピン２１ｃが３つ、半田付けなどにより接続されている。３つの第３の接続ピン２１ｃは、それぞれ、制御装置６からプリント配線基板２１０への電源電圧およびＧＮＤ電圧の供給、プリント配線基板２１０から制御装置６への出力電圧の供給に用いられる。
【００３５】
伝導部材２２は、棒状（円柱状）の部材であり、先端部には、第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部が挿入される挿入孔２２ａが形成されている。伝導部材２２における後端部は、回路基板部２１のプリント配線基板２１０に、導線を介して電気的に接続される。伝導部材２２の材質としては、真鍮及びベリリウム銅等を例示することができる。この場合、加工性およびコストの観点からは、真鍮が望ましい。これに対して、電気伝導性、高温強度、信頼性の観点からは、ベリリウム銅が望ましい。
【００３６】
覆い部材２３は、伝導部材２２の外周を覆う伝導部材被覆部２３１と、回路基板部２１のプリント配線基板２１０の側面および下面を覆う基板被覆部２３２と、プリント配線基板２１０に接続された第３の接続ピン２１ｃの周囲を覆うとともに伝送ケーブル８の先端部のコネクタ８ａが嵌め込まれるコネクタ部２３３と、を有している。
【００３７】
伝導部材被覆部２３１は、中心線方向には、伝導部材２２における先端部を露出するように覆っており、先端側から後端側にかけて段階的に径が異なるように形成された外周面２４０が設けられている。外周面２４０は、先端側から後端側にかけて、第１の外周面２４１と、第１の外周面２４１の外径よりも大きな外径の第２の外周面２４２と、第２の外周面２４２の外径よりも大きな外径の第３の外周面２４３と、第３の外周面２４３の外径よりも大きな外径の第４の外周面２４４と、から構成される。第１の外周面２４１の径は、支持部材６５の第３の孔６５３の孔径よりも大きく、伝導部材被覆部２３１における先端部が、支持部材６５の第３の孔６５３を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合（圧入）される。第２の外周面２４２の径は、第２のハウジング３２の第２の孔３２２の孔径よりも小さく形成され、第３の外周面２４３の径は、第２のハウジング３２の第３の孔３２３の孔径よりも小さく形成されている。また、第４の外周面２４４の径は、第２のハウジング３２の第４の孔３２４の孔径よりも大きく、伝導部材被覆部２３１における後端部が、第２のハウジング３２の第４の孔３２４を形成する周囲の壁にしまりばめで嵌合（圧入）される。これらにより、伝導部材被覆部２３１は、少なくとも中心線方向の両端部が、それぞれ支持部材６５、第２のハウジング３２に接触することで支持されているので、劣悪な振動環境であっても、伝導部材２２に与える悪影響を抑制することができ、振動に起因して伝導部材２２の接続部の断線や接触不良等を回避することが可能になっている。
【００３８】
基板被覆部２３２は、基本的には円筒状の部位であり、その側面には、プリント配線基板２１０を内部に設置するための矩形の開口部２３２ａが設けられている。また、基板被覆部２３２における後端側には、ハウジング３０内およびプリント配線基板２１０設置部を密封するためのＯリング２４用のリング溝２３２ｂが形成されている。
【００３９】
コネクタ部２３３は、基板被覆部２３２における後端側の端面２３２ｃから突出し、プリント配線基板２１０に接続された３つの第３の接続ピン２１ｃの周囲を覆うように形成された薄肉の部位である。コネクタ部２３３における後端部は開口しており、内部に伝送ケーブル８の先端部に設けられたコネクタ８ａを受け入れることが可能になっている。また、コネクタ部２３３における後端側には、内部と外部とを連通する孔２３３ａが形成されており、伝送ケーブル８のコネクタ８ａに設けられたフックがこの孔２３３ａに引っ掛ることで、伝送ケーブル８のコネクタ８ａがコネクタ部２３３から脱落することが抑制される。
【００４０】
以上のように構成された覆い部材２３は、樹脂などの絶縁性を有する材料にて成形されている。また、覆い部材２３は、伝導部材２２、第１の接続ピン２１ａ、第２の接続ピン２１ｂおよび３つの第３の接続ピン２１ｃとともに一体成形されている。より具体的には、覆い部材２３は、これら伝導部材２２、第１の接続ピン２１ａ、第２の接続ピン２１ｂおよび３つの第３の接続ピン２１ｃをセットした金型に加熱した樹脂が押し込まれることで成形される。
【００４１】
信号処理部２００をユニット化するにあたっては、成形された覆い部材２３の開口部２３２ａから、回路基板部２１のプリント配線基板２１０を挿入し、基板被覆部２３２の中央部に設置する。プリント配線基板２１０を設置する際、板厚方向に貫通されたスルーホールに、第１の接続ピン２１ａ、第２の接続ピン２１ｂおよび３つの第３の接続ピン２１ｃの先端を通し、半田付けする。その後、第１の接続ピン２１ａと伝導部材２２とを導線を用いて接続する。また、覆い部材２３の基板被覆部２３２のリング溝２３２ｂにＯリング２４を装着する。Ｏリング２４は、フッ素系ゴムからなる周知のＯ状のリングである。
【００４２】
次に、保持部材３００について説明する。
保持部材３００は、薄肉円筒状の部材であり、後端部に内周面から内側に突出した突出部３００ａが設けられている。保持部材３００は、第２のハウジング３２に装着された後、外部から、第５の外周面３３５に設けられた凹部３３５ａに対応する部位が加圧されることでかしめられる。これにより、保持部材３００は、ハウジング３０に対して移動し難くなり、信号処理部２００がハウジング３０に対して移動することを抑制する。
【００４３】
以上のように構成された圧力検出装置５は、以下に示すように組み立てられる。
先ず、第１のハウジング３１の端面３１ａとダイアフラムヘッド４０の突当面４１ｂとが接触するまで、第１のハウジング３１とダイアフラムヘッド４０とを嵌合（圧入）する。その後、第１のハウジング３１の端面３１ａとダイアフラムヘッド４０の突当面４１ｂとが接触している部位に、中心線方向に交差する方向（例えば中心線方向に直交する方向）からレーザビームを照射して、第１のハウジング３１とダイアフラムヘッド４０とを溶接する。
【００４４】
その後、第１のハウジング３１における後端側の開口部から、第１の電極部５０および圧電素子１０を挿入する。その後、第２の電極部５５の突出部５５ａの先端部にコイルスプリング７０を装着するとともに、第２の電極部５５の突出部５５ａに絶縁リング６０を挿入した状態の物を、第１のハウジング３１における後端側の開口部から挿入する。その後、支持部材６５を第１のハウジング３１における後端側の開口部から挿入する。
【００４５】
その後、圧電素子１０の感度および直線性を高めるべく、第１のハウジング３１内の圧電素子１０に、予め定められた荷重（予荷重）を作用させる。すなわち、支持部材６５における後端部に装着した専用治具で、この支持部材６５を、後端側から先端側に向けて中心線方向に加圧する。そして、ダイアフラムヘッド４０の内側部４２における先端側の端面の中心線方向の変位量が、支持部材６５を加圧する前から予め定められた長さとなるまで加圧する。そして、ダイアフラムヘッド４０の内側部４２の先端側の端面が予め定められた長さ変位したところで、支持部材６５と第１のハウジング３１とを固定する。固定方法としては、中心線方向に交差する方向（例えば中心線方向に直交する方向）から、レーザビームを照射することを例示することができる。レーザビームは、円周方向の全周に照射してもよいし、円周方向に等間隔にスポット的に照射してもよい。支持部材６５と第１のハウジング３１とを固定した後に、上記専用治具を取り外す。これにより、第１のハウジング３１内の圧電素子１０に予荷重が作用した状態となる。
【００４６】
その後、第１のハウジング３１の突出部３１５の垂直面３１５ｂと第２のハウジング３２における先端側の端面とが接触するまで、第１のハウジング３１と第２のハウジング３２とを嵌合（圧入）する。その後、第１のハウジング３１の垂直面３１５ｂと第２のハウジング３２の端面とが接触している部位に、中心線方向に交差する方向（例えば中心線方向に直交する方向）からレーザビームを照射して、第１のハウジング３１と第２のハウジング３２とを溶接する。
【００４７】
その後、信号処理部２００の覆い部材２３の基板被覆部２３２における先端側の端面が第２のハウジング３２の突当面３４０に突き当たるまで、信号処理部２００を、第２のハウジング３２における後端側の開口部から挿入する。その際、信号処理部２００の伝導部材２２の挿入孔２２ａに、第２の電極部５５の突出部５５ａに装着されたコイルスプリング７０が入り込むとともに、第２のハウジング３２の突当面３４０に形成されたピン用凹部３４０ａに、プリント配線基板２１０に接続された第２の接続ピン２１ｂが入り込むように、信号処理部２００を挿入する。
【００４８】
その後、信号処理部２００の基板被覆部２３２の端面２３２ｃに保持部材３００の突出部３００ａが突き当たるまで、保持部材３００を、後端側から信号処理部２００に嵌め込んでいく。信号処理部２００の端面２３２ｃと保持部材３００の突出部３００ａとが接触した状態で、保持部材３００における、第２のハウジング３２の第５の外周面３３５の凹部３３５ａに対応する部位が加圧されることで、保持部材３００が第２のハウジング３２にかしめられる。これにより、保持部材３００がハウジング３０に対して移動し難くなり、信号処理部２００がハウジング３０に対して移動し難くなる。
このようにして圧力検出装置５は組み立てられる。
【００４９】
ここで、上述した圧力検出装置５における電気的な接続構造について説明する。
先ず、圧電素子１０における先端側の端面は、金属製の第１の電極部５０およびダイアフラムヘッド４０を介して、金属製のハウジング３０と電気的に接続される。
【００５０】
これに対し、圧電素子１０における後端側の端面は、金属製の第２の電極部５５と電気的に接続され、第２の電極部５５は、突出部５５ａを介して金属製のコイルスプリング７０と電気的に接続される。また、コイルスプリング７０は、金属製の伝導部材２２と電気的に接続され、伝導部材２２は、プリント配線基板２１０と電気的に接続される。他方、第２の電極部５５の突出部５５ａの外径は支持部材６５の第１の孔６５１の孔径よりも小さく、伝導部材２２における先端部の外径は支持部材６５の第２の孔６５２の孔径よりも小さい。つまり、第２の電極部５５、コイルスプリング７０および伝導部材２２は、支持部材６５と電気的に接続されていない。それゆえ、第２の電極部５５からコイルスプリング７０および伝導部材２２を介してプリント配線基板２１０へと至る電荷信号の伝送経路は、それぞれが絶縁体で構成された、絶縁リング６０および覆い部材２３によって、金属製のハウジング３０と電気的に絶縁される。
【００５１】
以上のように構成された圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着する際には、センサ部１００のダイアフラムヘッド４０の方から先にシリンダヘッド４に形成された連通孔４ａに挿入していき、ハウジング３０の第２のハウジング３２に形成された雄ねじ３３２ａをシリンダヘッド４の連通孔４ａに形成された雌ねじ４ｅにねじ込む。
圧力検出装置５をシリンダヘッド４に装着することにより、ハウジング３０は、金属製のシリンダヘッド４と電気的に接続される。このシリンダヘッド４は、電気的に接地された状態にあるため、圧力検出装置５では、ハウジング３０を介して、圧電素子１０における先端部が接地される。ここで、この例では、圧電素子１０の側面とハウジング３０の内壁面とが接触し得る構造になっているが、圧電素子１０が絶縁体で構成されていることにより抵抗値が極めて大きいことと、圧力変化に伴って発生する電荷が、圧電素子１０における中心線方向の両端部に発生することとにより、特に問題とはならない。
【００５２】
そして、内燃機関１の作動時には、センサ部１００のダイアフラムヘッド４０の内側部４２に燃焼圧が付与する。ダイアフラムヘッド４０に付与された燃焼圧が、第１の電極部５０と第２の電極部５５とによって挟まれた圧電素子１０に作用することにより、この圧電素子１０に燃焼圧に応じた電荷が生じる。そして、圧電素子１０に生じた電荷は、第２の電極部５５、コイルスプリング７０、伝導部材２２を介して回路基板部２１に付与される。回路基板部２１に付与された電荷は、回路基板部２１にて増幅処理がなされた後、その電荷に応じた電圧が、回路基板部２１に接続された第３の接続ピン２１ｃ、伝送ケーブル８を介して制御装置６に供給される。
【００５３】
次に、シール部材７について説明する。
シール部材７は、シリンダヘッド４における連通孔４ａを形成する周囲の壁の圧力検出装置５締め付け方向の端面４ｆと、圧力検出装置５のハウジング３０の第４の外周面３３４が設けられた円柱状の部位の先端側の端面３３４ａとの間に配置され、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第１のシール部材７１を有している。また、シール部材７は、シリンダヘッド４の連通孔４ａの傾斜部４ｃと、圧力検出装置５のハウジング３０の第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａとの間に配置され、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第２のシール部材７２を有している。
【００５４】
第１のシール部材７１は、銅、ステンレス、アルミなどの金属板を打ち抜いて成形されたメタルガスケットであることを例示することができる。断面形状はＳ字状、または略矩形に形成されているとよい。第１のシール部材７１は、圧力検出装置５がシリンダヘッド４に締め付けられる際に、締め付け方向の力を受けて、締め付け方向の長さが短くなるように変形し、燃焼室Ｃ内の気密性を高める。すなわち、圧力検出装置５がシリンダヘッド４にねじ込まれることで、第１のシール部材７１とシリンダヘッド４との間に生じる接触圧力、および第１のシール部材７１と圧力検出装置５のハウジング３０との間に生じる接触圧力が高まる。これにより、第１のシール部材７１とシリンダヘッド４との間、および第１のシール部材７１と圧力検出装置５のハウジング３０との間から燃焼ガスが漏れることが抑制される。
【００５５】
第２のシール部材７２は、材質がフッ素ゴム（ＦＫＭ）の、断面が円形であるリング状のＯリングであることを例示することができる。第２のシール部材７２は、圧力検出装置５がシリンダヘッド４に締め付けられる際に、シリンダヘッド４の連通孔４ａの傾斜部４ｃと、ハウジング３０の第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａとにより、締め付け方向とは交差する方向の力を受けて変形し、燃焼室Ｃ内の気密性を高める。すなわち、圧力検出装置５がシリンダヘッド４にねじ込まれることで、第２のシール部材７２とシリンダヘッド４の連通孔４ａの傾斜部４ｃとの間に生じる接触圧力、および第２のシール部材７２とハウジング３０の第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａとの間に生じる接触圧力が高まる。これにより、第２のシール部材７２とシリンダヘッド４との間、および第２のシール部材７２と圧力検出装置５のハウジング３０との間から燃焼ガスが漏れることが抑制される。
【００５６】
以上、説明したように第１の実施形態に係る内燃機関１は、燃焼室を構成する構造体の一例としてのシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の連通孔４ａに挿入可能な筒状のハウジング３０を有する圧力検出装置５と、シリンダヘッド４の連通孔４ａの外側にてシリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第１のシール部材７１と、連通孔４ａの内部にてシリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールする第２のシール部材７２と、を備えている。これにより、第１のシール部材７１にて内燃機関１の外部へ燃焼ガスが漏れ難くするのに加えて、第２のシール部材７２にて、圧力検出装置５のハウジング３０とシリンダヘッド４との間に燃焼ガスが流入することを抑制する。それゆえ、圧力検出装置５を構成する部材の熱膨張により検出誤差が生じることを抑制することが可能となる。
【００５７】
そして、圧力検出装置５のハウジング３０は、シリンダヘッド４の連通孔４ａに形成された雌ねじ４ｅに締め付けられることによりシリンダヘッド４に締結され、第２のシール部材７２はこの締結部の先端側にて連通孔４ａの内部に完全に収容される位置に取り付けられる。これにより、第２のシール部材７２は、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との締結部よりも上流側にて両者間をシールするので、燃焼ガスが締結部に流入することを抑制する。したがって、締結部においてハウジング３０とアルミ製であるシリンダヘッド４との熱膨張係数の差により熱歪みが生じ、締結部が固着してしまうことを抑制することができる。
【００５８】
ハウジング３０の第１のハウジング３１は、先端側から後端側に行くに従って径が大きくなるテーパ部である傾斜面３１５ａを有し、シリンダヘッド４の連通孔４ａには、先端側から後端側に行くに従って径が拡大している傾斜部４ｃが設けられている。そして、第１の実施形態に係る内燃機関１においては、圧力検出装置５とシリンダヘッド４とを締結させた状態で、これらハウジング３０の傾斜面３１５ａとシリンダヘッド４の傾斜部４ｃとを対向させるとともに、両者の間に第２のシール部材７２を配置する。また、第２のシール部材７２のサイズを、圧力検出装置５がシリンダヘッド４の連通孔４ａに挿入されて締結されたとき、ハウジング３０の傾斜面３１５ａと連通孔４ａの傾斜部４ｃとに第２のシール部材７２が当接し、これら傾斜面３１５ａおよび傾斜部４ｃとで挿入方向（中心線方向）に交差する方向に押し付けられて、これら傾斜面３１５ａおよび傾斜部４ｃに倣って挿入方向に交差する方向に変形可能となる大きさに設定する。これらにより、第２のシール部材７２が圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間を確度高くシールすることが可能となる。
【００５９】
第１の実施形態に係る内燃機関１においては、圧力検出装置５の締め付け方向と同方向に押しつぶされて圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間をシールする第１のシール部材７１に加えて、締め付け方向と交差する方向に押しつぶされる第２のシール部材７２を備えている。したがって、圧力検出装置５の締め付け力を、シリンダヘッド４の端面４ｆと傾斜部４ｃとで受けている。それゆえ、シリンダヘッド４の傾斜部４ｃに生じる力は、圧力検出装置５の締め付け力全てを傾斜部４ｃで受ける場合と比べると小さくなる。その結果、締め付け力を同じにしたまま、圧力検出装置５のハウジング３０の先端部の径の大きさを小さくしたとしても、アルミ製であるシリンダヘッド４の傾斜部４ｃに作用する力およびこの力によってシリンダヘッド４に生じる面圧が許容値よりも大きくなり難くすることが可能となる。このことを、以下に詳述する。
【００６０】
図６は、第１の実施形態に係る内燃機関１のシール態様と比較するための比較例を示す図である。
圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間のシール態様として、図６に示すように、圧力検出装置５のダイアフラムヘッド４０の円筒状部４１の先端面とシリンダヘッド４の端面４ｇとの間に配置した、例えば周知のガスケット７９のみでシールする態様を考える。かかる態様では、このガスケット７９が締め付け方向に押しつぶされることで両者間をシールする。しかしながら、かかる態様では、圧力検出装置５の締め付け力全てを、シリンダヘッド４の端面４ｇで受けることとなる。それゆえ、締め付け力を同じにしたまま、圧力検出装置５のハウジング３０の先端部の径を小さくすると、ガスケット７９の径も小さくなり、径が小さくなった分、シリンダヘッド４に生じる面圧が大きくなる。その結果、シリンダヘッド４に生じる面圧が許容値を超えてしまい、内燃機関１の外部へ燃焼ガスが漏れたり、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に燃焼ガスが流入したりするおそれがある。
【００６１】
次に、第１の実施形態に係る内燃機関１における、シリンダヘッド４の端面４ｆと圧力検出装置５との間に配置された第１のシール部材７１に加えて、図６に示した、圧力検出装置５のダイアフラムヘッド４０の円筒状部４１の先端面とシリンダヘッド４の端面４ｇとの間に配置したガスケット７９でシールする態様を考える。かかる態様では、第１のシール部材７１とガスケット７９との両方が、締め付け方向に押しつぶされることで両者間をシールし、圧力検出装置５の締め付け力を、シリンダヘッド４の端面４ｆと端面４ｇとで受ける。そうすると、各部品の寸法ばらつきによっては、圧力検出装置５の締め付け力のほとんどがシリンダヘッド４の端面４ｇに生じ、シリンダヘッド４に生じる面圧が許容値を超えてしまうおそれがある。その結果、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間に燃焼ガスが流入してしまうおそれがある。
【００６２】
これに対して、第１の実施形態に係る内燃機関１の第２のシール部材７２は、圧力検出装置５の締め付け方向に対して傾斜したハウジング３０の傾斜面３１５ａと連通孔４ａの傾斜部４ｃとの間に配置されている。それゆえ、各部品の寸法がばらついたとしても、圧力検出装置５を締め付ける際に、ハウジング３０の傾斜面３１５ａと連通孔４ａの傾斜部４ｃとの間隔は小さくなり難い。その結果、圧力検出装置５の締め付け力を、シリンダヘッド４の端面４ｆと傾斜部４ｃとで受けることとなる。したがって、第１の実施形態に係る内燃機関１の構成によれば、締め付け力を同じにしたまま、圧力検出装置５のハウジング３０の先端部の径を小さくしたとしても、シリンダヘッド４の傾斜部４ｃに作用する力およびこの力によってシリンダヘッド４に生じる面圧が許容値よりも大きくなり難くすることが可能となる。
【００６３】
上記内燃機関１の構成を実現するために、第１の実施形態に係る圧力検出装置５は、第１のシール部材７１を取り付け可能な第１の取付構造部の一例としてのハウジング３０の第２のハウジング３２の第３の外周面３３３と、この第３の外周面３３３よりも先端側に設けられ、第２のシール部材７２を取り付け可能な第２の取付構造部の一例としての第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａとを備えている。
【００６４】
そして、第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａは、先端側から後端側に行くに従って径が大きくなるテーパ部であり、この傾斜面３１５ａに第２のシール部材７２が備えられてシリンダヘッド４の連通孔４ａにハウジング３０が挿入された後、第２のシール部材７２がこの連通孔４ａの壁の一例としての傾斜部４ｃに当接し挿入方向に交差する方向に押し付けられる。これにより、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との隙間への燃焼ガスの流入の抑制を、簡易な構成で実現している。
【００６５】
なお、上述した第１の実施形態においては、圧力検出装置５とシール部材７とを別々の物として捉えているが、シール部材７を、圧力検出装置５の一部を構成する物として捉えてもよい。すなわち、圧力検出装置５を、ハウジング３０と、検出部の一例としての圧電素子１０、第１の電極部５０および第２の電極部５５と、第１のシール部材７１と、第２のシール部材７２とを備える装置として捉えてもよい。
【００６６】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る内燃機関１は、第１の実施形態に係る内燃機関１に対して、シール部材７の第２のシール部材７３が異なる。以下では、異なる点について説明する。
図７は、第２の実施形態に係る内燃機関１の第２のシール部材７３の概略構成図である。（ａ）は、第２のシール部材７３の断面図であり、（ｂ）は、第２のシール部材７３が、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールしている状態を示す部分断面図である。
【００６７】
第２の実施形態に係る第２のシール部材７３は、薄肉であり、かつリング状の部材である。第２のシール部材７３の断面形状は矩形であるが、その長辺および短辺が中心線方向に対して傾斜している。そして、その傾斜角度α３が、圧力検出装置５の第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａの傾斜角度αｈと略同じになるように設定されている。また、長辺の長さＬ３が、第１のハウジング３１の傾斜面３１５ａの傾斜方向の長さＬｈ以下となるように設定されている。
【００６８】
この第２の実施形態に係る第２のシール部材７３の材質は、耐熱性に優れたフッ素樹脂であることを例示することができる。その中でも、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene,  ＰＴＦＥ）であるとよい。第２のシール部材７３がフッ素樹脂であると、切削加工などの機械加工性や、成形型による成形性に優れているため、容易に上記形状にすることが可能である。
【００６９】
そして、第２の実施形態に係る内燃機関１においても、圧力検出装置５とシリンダヘッド４とを締結させた状態で、ハウジング３０の傾斜面３１５ａとシリンダヘッド４の傾斜部４ｃとを対向させるとともに、両者の間に第２のシール部材７３を配置する。また、第２のシール部材７３の肉厚（短辺の長さ）を、圧力検出装置５がシリンダヘッド４の連通孔４ａに挿入されて締結されたとき、ハウジング３０の傾斜面３１５ａと連通孔４ａの傾斜部４ｃとにこの第２のシール部材７３が当接する大きさに設定する。つまり、この第２のシール部材７３が、これら傾斜面３１５ａおよび傾斜部４ｃとで挿入方向（中心線方向）に交差する方向に押し付けられて、これら傾斜面３１５ａおよび傾斜部４ｃに倣って挿入方向に交差する方向に変形可能となる大きさに設定する。これらにより、第２のシール部材７３が圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間を確度高くシールすることが可能となり、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との隙間へ燃焼ガスが流入することを抑制することが可能となる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る内燃機関１は、第１の実施形態に係る内燃機関１に対して、シール部材７の第２のシール部材７４が異なる。以下では、異なる点について説明する。
図８は、第３の実施形態に係る内燃機関１の第２のシール部材７４の概略構成図である。（ａ）は、第２のシール部材７４の断面図であり、（ｂ）は、第２のシール部材７４が、シリンダヘッド４と圧力検出装置５との間をシールしている状態を示す部分断面図である。
【００７１】
第３の実施形態に係る第２のシール部材７４は、第２の実施形態に係る第２のシール部材７３に対して、以下の点が異なる。すなわち、第３の実施形態に係る第２のシール部材７４は、第２の実施形態に係る第２のシール部材７３における中心線方向の上端部（図８で見た場合）から、中心線方向に上側に延出する延出部７４ａが設けられている点が異なる。延出部７４ａは、薄肉円筒状の部位である。そして、延出部７４ａの内径は、ハウジング３０の第１のハウジング３１の突出部３１５の外径としまりばめで嵌合（圧入）されるように設定されている。また、延出部７４ａの肉厚ｔ４は、この延出部７４ａが第１のハウジング３１の突出部３１５に嵌合された状態で、その延出部７４ａの外径が、シリンダヘッド４の第２の孔部４ｄの孔径以下となるように設定されている。
【００７２】
そして、第３の実施形態に係る内燃機関１においても、圧力検出装置５とシリンダヘッド４とを締結させた状態で、ハウジング３０の傾斜面３１５ａとシリンダヘッド４の傾斜部４ｃとを対向させるとともに、両者の間に第２のシール部材７４を配置する。また、第２のシール部材７４における傾斜部の肉厚を、圧力検出装置５がシリンダヘッド４の連通孔４ａに挿入されて締結されたとき、ハウジング３０の傾斜面３１５ａと連通孔４ａの傾斜部４ｃとに第２のシール部材７４が当接する大きさに設定する。つまり、この第２のシール部材７４が、これら傾斜面３１５ａおよび傾斜部４ｃとで挿入方向（中心線方向）に交差する方向に押し付けられて、これら傾斜面３１５ａおよび傾斜部４ｃに倣って挿入方向に交差する方向に変形可能となる大きさに設定する。これらにより、第２のシール部材７４が圧力検出装置５とシリンダヘッド４との間を確度高くシールすることが可能となり、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との隙間へ燃焼ガスが流入することを抑制することが可能となる。
【００７３】
さらに、第３の実施形態に係る第２のシール部材７４は、ハウジング３０の傾斜面３１５ａと連通孔４ａの傾斜部４ｃとにより押し付けられて変形した傾斜部の一部が延出部７４ａに至り、この延出部７４ａがハウジング３０の突出部３１５の外周面とシリンダヘッド４の第２の孔部４ｄを形成する壁面とに押し付けられ易くなる。その結果、第３の実施形態に係る第２のシール部材７４を用いることで、シリンダヘッド４と圧力検出装置５とに当接する面積が大きくなり、シール性が向上する。したがって、圧力検出装置５とシリンダヘッド４との隙間へ燃焼ガスが流入することをより確度高く抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…ピストン、４…シリンダヘッド、５…圧力検出装置、６…制御装置、７…シール部材、８…伝送ケーブル、１０…圧電素子、２１…回路基板部、２２…伝導部材、２３…覆い部材、２４…Ｏリング、３０…ハウジング、４０…ダイアフラムヘッド、５０…第１の電極部、５５…第２の電極部、６０…絶縁リング、６５…支持部材、７０…コイルスプリング、７１…第１のシール部材、７２，７３，７４…第２のシール部材、１００…センサ部、２００…信号処理部、３００…保持部材
【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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