JPH03267731A - 圧電型圧力センサ - Google Patents
圧電型圧力センサInfo
- Publication number
- JPH03267731A JPH03267731A JP2067719A JP6771990A JPH03267731A JP H03267731 A JPH03267731 A JP H03267731A JP 2067719 A JP2067719 A JP 2067719A JP 6771990 A JP6771990 A JP 6771990A JP H03267731 A JPH03267731 A JP H03267731A
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- pressure
- heat
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- sensor housing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の圧力検出に
適した圧力センサに関すム 従来の技術 応力を加えて電荷を発生する圧電効果を利用した圧電型
圧力センサ（友 従来よりよく用いられていも 特に最
近では内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の検出に適した
圧力センサの開発が盛んであａ 第４図に特開昭６３−
１０９３４２号公報に述べられている圧電型圧力センサ
の基本構成を示す。同図はセンサの縦断面図であり、こ
こでは特に圧電素子にせん断部力を印加する構成のもの
を示していも センサ筺体４１内部に設置された圧電素
子４４は上部固定ネジ４５によって圧力伝達部材４３を
介して受圧面４２に押しつけられて固定及び予備応力を
与えられていも この予備応力は特に内燃機関のシリン
ダ内燃焼圧力を計測する場合には負圧を計測するために
も必要であも 前記受圧面４２に印加された圧力（よ
電気的にセンサ筺体と絶縁された前記圧力伝達部材４３
を介して前記圧電素子４４の内周部に伝達されも ここ
で前記圧電素子４４の上端部は前記上部固定ネジ４５に
て外周部を固定されているた八 前記圧電素子４４にせ
ん断部力が発生すも このせん断応力に応じた電荷が前
記圧電素子４４の内外周に発生し これを内外周面に構
成した電極により電気信号として検出する構成となって
いも これら前記圧力センサの筺体４１や前記上部固定
ネジ４５はステンレス鋼等作られ 前記圧力伝達部材４
３はセラミック等で作られてい九 発明が解決しようとする課題 上記のような構成の圧電型圧力センサのセンサ筺体にス
テンレス鋼などを用いた場合 ステンレス鋼の熱伝導率
は他の金属に比べて大きくな（〜従って受圧面より圧電
素子に伝わる熱量！瓜 受圧面からの総流入熱量の何割
かを占へ この熱が圧電素子の温度上昇を招く。一般に
圧電素子は普通比較的大きな温度依存性を持った八 圧
電素子の温度上昇はセンサの出力ドリフトとなり、セン
サ出力の信頼性を低下させる要因となってい九課題を解
決するための手段 本発明は上記の課題を解決するためへ 耐熱金属内部に
高熱伝導率材料層を設けた複合金属材料でセンサ筺体を
製作し センサ筺体の熱伝導率を飛躍的に高め九 受圧
面から流入した熱（友 そのほとんどが筺体を通じてセ
ンサ外へ放出されるので、圧力伝達部材を通して圧電素
子に伝わる熱量を最小限度に抑えることができ、圧電素
子の温度上昇の少なＩ、Ｘ、温度特性に優れた圧電型圧
力素子と構成できも また センサ筺体表面の一部を黒色に着色すると、セン
サ筺体表面の熱輻射率が大きくなるのでセンサ筺体から
外部へ逃げる熱量が多くなも すると圧力伝達部材への
熱伝導が減少し 圧電素子に伝わる熱量も抑えられるの
て 圧電素子の温度上昇の減少し 温度特性に優れた圧
電型圧力センサを構成できも 作用 本発明は上記のような複合金属材料をセンサ筺体に用い
ることにより、受圧面の受ける熱量の大部分が筺体を通
してセンサ外部へ放出されるので、圧電素子の温度上昇
は減少し 温度特性に優れた圧電型圧力センサを構成で
きも また 上記のようにセンサ筺体の表面の一部を黒色に着
色することで、センサ筺体表面からの輻射熱量が増大し
センサの冷却能力が向上するので、圧電素子の温度上
昇は減少し 温度特性に優れた圧電型圧力センサを構成
することができも実施例 以下添付図面を参照して本発明の実施例について説明す
も 第１図は本発明の一実施例における圧電型圧力セン
サの断面図であム １１はセンサ筺＆ １２は受圧部
１３は圧力伝達部［１４は圧電素子、 １５は上部固
定ネジであも 本実施例は第４図に示した従来例と構造
的にはほぼ同じであム 異なる点は従来例ではセンサ筺
体と受圧面は同じ材質で一体整形されているのに対し
本実施例では受圧面１２は耐熱金属を用いて作製しセン
サ筺体１１は耐熱金属内部に高熱伝導率材料層を設けた
複合金属材料で作製した後一体化していも 受圧面１２
に前記複合金属材を用いない理由（よ 一般的には高熱
伝導材は硬度が低いた取高熱伝導材層が有ることによっ
て薄肉の受圧面が熱で塑性変形するのを防ぐためであａ
また圧力伝達部材１３は低熱伝導絶縁材料で、上部固
定ネジ部１５は耐熱金属のみで各々作製されていも第２
図にセンサ筺体１１と受圧面１２の先端の拡大断面概念
図を示す。２１はセンサ筺体の一部の拡大 ２２は受圧
部の一部の拡大 ２３は前記複合金属材料内部で母材組
織に相当する耐熱金属凰 ２４は複合金属材料内部に層
状に形成されるの高熱伝導材層を概念的に示していａ
受圧面２２から流入した熱は複合材料中に太線で示した
高熱伝導材層２４を選択的に通り、センサ筺体の受圧面
２２の反対方向へ流れ 受圧部２２の温度上昇を最小限
度にとどめも 第３図は本実施例であるセンサを供試体に取り付けた際
の熱の流れを示す。第３図において被測定空間から受圧
面へ流入した熱３５はセンサ筺体へ流れる熱３２と圧力
伝達部材に伝わる熱３１とに分かれａ センサ筺体へ流
れた熱３２は供試体３７とセンサ筺体３６との接触面か
ら供試体へ流れる熱３３と、外部空間へ放出される熱３
４とに分かれる。また圧力伝達部材に伝わった熱３１は
圧電素子・上部固定ネジを経由してセンサ筺体３６に伝
わり、やはり供試体へ逃げる熱３３と外部空間へ放出さ
れる熱３４とに分かれも この際センサ筺体に耐熱金属
のみを用いている場血 センサ筺体の熱伝導率が低いた
め受圧部の温度が上昇し 圧力伝達部材へ伝わる熱３１
も多くなａ 従って、圧電素子の温度上昇が大きく、セ
ンサの温度ドリフトも太きかり丸 これに対し本実施例
で（よ センサ筺体３６に複合金属材料を用いているの
で、センサ筺体３６の熱伝導率が耐熱金属のみの場合に
比べ非常に大きし−従って、受圧部から流入した熱３５
のほとんどの部分がセンサ筺体へ流れ 圧力伝達部材に
伝わる熱３１は非常に少なく圧電素子の温度上昇を最小
限度に抑えることができ、センサの温度ドリフトを低減
でき４次に第３図に示す本発明の実施例を用いて、セン
サ筺体３６の表面の一部を黒色に着色した場合の受圧面
から流入した熱３５の流れを説明すもセンサ筺体３６の
表面を黒色に着色することにより、センサ筺体３６の表
面の熱輻射率が上昇すムこの場合、センサ筺体３６の表
面から外部空間へ逃げていく熱３４が多くなり、外部空
間に接している部分のセンサ筺体の温度が下かも 従っ
て、センサ自体の空冷能力が向上し 圧電素子の温度上
昇を更に抑えることができ、センサの温度ドリフトｋ
より小さくすることができも 発明の効果 センサ筺体の材料として耐熱金属内部に高熱伝導率材料
層を設けた複合金属材料を用いることにより、センサ筺
体の熱伝導率を大きく向上させることができ、圧力伝達
部材への流入熱量が低下し圧電素子の温度上昇を防止出
来るので、温度ドリフトの小さ（（熱的に信頼性の高い
センサを供給できも
適した圧力センサに関すム 従来の技術 応力を加えて電荷を発生する圧電効果を利用した圧電型
圧力センサ（友 従来よりよく用いられていも 特に最
近では内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の検出に適した
圧力センサの開発が盛んであａ 第４図に特開昭６３−
１０９３４２号公報に述べられている圧電型圧力センサ
の基本構成を示す。同図はセンサの縦断面図であり、こ
こでは特に圧電素子にせん断部力を印加する構成のもの
を示していも センサ筺体４１内部に設置された圧電素
子４４は上部固定ネジ４５によって圧力伝達部材４３を
介して受圧面４２に押しつけられて固定及び予備応力を
与えられていも この予備応力は特に内燃機関のシリン
ダ内燃焼圧力を計測する場合には負圧を計測するために
も必要であも 前記受圧面４２に印加された圧力（よ
電気的にセンサ筺体と絶縁された前記圧力伝達部材４３
を介して前記圧電素子４４の内周部に伝達されも ここ
で前記圧電素子４４の上端部は前記上部固定ネジ４５に
て外周部を固定されているた八 前記圧電素子４４にせ
ん断部力が発生すも このせん断応力に応じた電荷が前
記圧電素子４４の内外周に発生し これを内外周面に構
成した電極により電気信号として検出する構成となって
いも これら前記圧力センサの筺体４１や前記上部固定
ネジ４５はステンレス鋼等作られ 前記圧力伝達部材４
３はセラミック等で作られてい九 発明が解決しようとする課題 上記のような構成の圧電型圧力センサのセンサ筺体にス
テンレス鋼などを用いた場合 ステンレス鋼の熱伝導率
は他の金属に比べて大きくな（〜従って受圧面より圧電
素子に伝わる熱量！瓜 受圧面からの総流入熱量の何割
かを占へ この熱が圧電素子の温度上昇を招く。一般に
圧電素子は普通比較的大きな温度依存性を持った八 圧
電素子の温度上昇はセンサの出力ドリフトとなり、セン
サ出力の信頼性を低下させる要因となってい九課題を解
決するための手段 本発明は上記の課題を解決するためへ 耐熱金属内部に
高熱伝導率材料層を設けた複合金属材料でセンサ筺体を
製作し センサ筺体の熱伝導率を飛躍的に高め九 受圧
面から流入した熱（友 そのほとんどが筺体を通じてセ
ンサ外へ放出されるので、圧力伝達部材を通して圧電素
子に伝わる熱量を最小限度に抑えることができ、圧電素
子の温度上昇の少なＩ、Ｘ、温度特性に優れた圧電型圧
力素子と構成できも また センサ筺体表面の一部を黒色に着色すると、セン
サ筺体表面の熱輻射率が大きくなるのでセンサ筺体から
外部へ逃げる熱量が多くなも すると圧力伝達部材への
熱伝導が減少し 圧電素子に伝わる熱量も抑えられるの
て 圧電素子の温度上昇の減少し 温度特性に優れた圧
電型圧力センサを構成できも 作用 本発明は上記のような複合金属材料をセンサ筺体に用い
ることにより、受圧面の受ける熱量の大部分が筺体を通
してセンサ外部へ放出されるので、圧電素子の温度上昇
は減少し 温度特性に優れた圧電型圧力センサを構成で
きも また 上記のようにセンサ筺体の表面の一部を黒色に着
色することで、センサ筺体表面からの輻射熱量が増大し
センサの冷却能力が向上するので、圧電素子の温度上
昇は減少し 温度特性に優れた圧電型圧力センサを構成
することができも実施例 以下添付図面を参照して本発明の実施例について説明す
も 第１図は本発明の一実施例における圧電型圧力セン
サの断面図であム １１はセンサ筺＆ １２は受圧部
１３は圧力伝達部［１４は圧電素子、 １５は上部固
定ネジであも 本実施例は第４図に示した従来例と構造
的にはほぼ同じであム 異なる点は従来例ではセンサ筺
体と受圧面は同じ材質で一体整形されているのに対し
本実施例では受圧面１２は耐熱金属を用いて作製しセン
サ筺体１１は耐熱金属内部に高熱伝導率材料層を設けた
複合金属材料で作製した後一体化していも 受圧面１２
に前記複合金属材を用いない理由（よ 一般的には高熱
伝導材は硬度が低いた取高熱伝導材層が有ることによっ
て薄肉の受圧面が熱で塑性変形するのを防ぐためであａ
また圧力伝達部材１３は低熱伝導絶縁材料で、上部固
定ネジ部１５は耐熱金属のみで各々作製されていも第２
図にセンサ筺体１１と受圧面１２の先端の拡大断面概念
図を示す。２１はセンサ筺体の一部の拡大 ２２は受圧
部の一部の拡大 ２３は前記複合金属材料内部で母材組
織に相当する耐熱金属凰 ２４は複合金属材料内部に層
状に形成されるの高熱伝導材層を概念的に示していａ
受圧面２２から流入した熱は複合材料中に太線で示した
高熱伝導材層２４を選択的に通り、センサ筺体の受圧面
２２の反対方向へ流れ 受圧部２２の温度上昇を最小限
度にとどめも 第３図は本実施例であるセンサを供試体に取り付けた際
の熱の流れを示す。第３図において被測定空間から受圧
面へ流入した熱３５はセンサ筺体へ流れる熱３２と圧力
伝達部材に伝わる熱３１とに分かれａ センサ筺体へ流
れた熱３２は供試体３７とセンサ筺体３６との接触面か
ら供試体へ流れる熱３３と、外部空間へ放出される熱３
４とに分かれる。また圧力伝達部材に伝わった熱３１は
圧電素子・上部固定ネジを経由してセンサ筺体３６に伝
わり、やはり供試体へ逃げる熱３３と外部空間へ放出さ
れる熱３４とに分かれも この際センサ筺体に耐熱金属
のみを用いている場血 センサ筺体の熱伝導率が低いた
め受圧部の温度が上昇し 圧力伝達部材へ伝わる熱３１
も多くなａ 従って、圧電素子の温度上昇が大きく、セ
ンサの温度ドリフトも太きかり丸 これに対し本実施例
で（よ センサ筺体３６に複合金属材料を用いているの
で、センサ筺体３６の熱伝導率が耐熱金属のみの場合に
比べ非常に大きし−従って、受圧部から流入した熱３５
のほとんどの部分がセンサ筺体へ流れ 圧力伝達部材に
伝わる熱３１は非常に少なく圧電素子の温度上昇を最小
限度に抑えることができ、センサの温度ドリフトを低減
でき４次に第３図に示す本発明の実施例を用いて、セン
サ筺体３６の表面の一部を黒色に着色した場合の受圧面
から流入した熱３５の流れを説明すもセンサ筺体３６の
表面を黒色に着色することにより、センサ筺体３６の表
面の熱輻射率が上昇すムこの場合、センサ筺体３６の表
面から外部空間へ逃げていく熱３４が多くなり、外部空
間に接している部分のセンサ筺体の温度が下かも 従っ
て、センサ自体の空冷能力が向上し 圧電素子の温度上
昇を更に抑えることができ、センサの温度ドリフトｋ
より小さくすることができも 発明の効果 センサ筺体の材料として耐熱金属内部に高熱伝導率材料
層を設けた複合金属材料を用いることにより、センサ筺
体の熱伝導率を大きく向上させることができ、圧力伝達
部材への流入熱量が低下し圧電素子の温度上昇を防止出
来るので、温度ドリフトの小さ（（熱的に信頼性の高い
センサを供給できも
第１図は本発明の一実施例である圧電型圧力センサの断
面医 第２図は圧電型圧力センサ断面の拡大概念＠ 第
３図は第１の発明の一実施例である圧電型圧力センサを
供試体に取り付けた場合の熱の流れの説明医 第４図は
従来の圧電型圧力センサの断面図であム １１・・センサ筺ｉ １２・・受圧ｉ １３・・圧
力伝達部材、 １４・・圧電素子、 １５・・上部固定
ネジ、２１・・センサ筺体（一部拡大）、 ２２・・受
圧面（一部拡大）、３１・・圧力伝達部材への熱伝導
３２・・センサ筺体への熱伝導 ３３・・供試体への熱
伝導 ３４・・空間への熱放１１ｔ、３５・・受圧面か
らの熱伝導 ３６・・センサ筺恢 ３７・・供試化 ４
１・・センサ筺恢 ４２・・受圧部 ４３・・圧力伝達
部材、 ４４・・圧電素子、 ４５・・上部固定ネジで
あム 第１図
面医 第２図は圧電型圧力センサ断面の拡大概念＠ 第
３図は第１の発明の一実施例である圧電型圧力センサを
供試体に取り付けた場合の熱の流れの説明医 第４図は
従来の圧電型圧力センサの断面図であム １１・・センサ筺ｉ １２・・受圧ｉ １３・・圧
力伝達部材、 １４・・圧電素子、 １５・・上部固定
ネジ、２１・・センサ筺体（一部拡大）、 ２２・・受
圧面（一部拡大）、３１・・圧力伝達部材への熱伝導
３２・・センサ筺体への熱伝導 ３３・・供試体への熱
伝導 ３４・・空間への熱放１１ｔ、３５・・受圧面か
らの熱伝導 ３６・・センサ筺恢 ３７・・供試化 ４
１・・センサ筺恢 ４２・・受圧部 ４３・・圧力伝達
部材、 ４４・・圧電素子、 ４５・・上部固定ネジで
あム 第１図
Claims (2)
- （１）内部に圧電素子を有し、前記圧電素子の軸方向に
予備応力を与え、かつ受圧面に印加された圧力を前記圧
電素子に伝達する様にセンサ筺体を構成し、前記圧電素
子に動的圧力が印加されることによって生じる電荷を検
出する圧電型圧力センサにおいて、前記センサ筺体の材
料として金属内部に高熱伝導率材料層を設けた複合金属
材料を用いたことを特徴とする圧電型圧力センサ。 - （２）センサ筺体の表面の少なくとも一部を黒色に着色
したことを特徴とする請求項１記載の圧電型圧力センサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067719A JPH03267731A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 圧電型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067719A JPH03267731A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 圧電型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267731A true JPH03267731A (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13353045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067719A Pending JPH03267731A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 圧電型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03267731A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0976152A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-25 | Nec Corp | ウェハー研磨方法およびその装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5131141Y2 (ja) * | 1971-12-08 | 1976-08-05 | ||
| JPS5219712Y2 (ja) * | 1972-02-05 | 1977-05-07 |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2067719A patent/JPH03267731A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5131141Y2 (ja) * | 1971-12-08 | 1976-08-05 | ||
| JPS5219712Y2 (ja) * | 1972-02-05 | 1977-05-07 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0976152A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-25 | Nec Corp | ウェハー研磨方法およびその装置 |
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